Um flange é uma conexão de tubo plano com furos redondos ou quadrados para fixadores (parafusos, pinos, etc.). Esses componentes são usados para criar uma junta altamente durável e à prova de vazamentos ao longo de um trecho extenso de tubulação.
As conexões flangeadas para tubos de aço são um método muito comum. Elas apresentam furos espaçados uniformemente para prisioneiros e parafusos.
As conexões flangeadas não são muito comuns em sistemas domésticos. Esse tipo de tecnologia é projetado para aplicações industriais. Caso seja necessário instalar uma unidade flangeada de aço, deve-se prestar atenção especial a todas as marcações de acordo com as normas pertinentes.
As juntas flangeadas tornaram-se o tipo mais popular de conectores de aço destacáveis nos setores químico, industrial, de construção civil e de serviços públicos. Isso se deve ao seu design à prova de vazamentos, construção simples e facilidade de fabricação e instalação.
O que é um flange e como ele funciona?
O termo "flange" engloba não apenas um acessório de encanamento, mas também um método de fixação de tubos, utilizado na prática em todos os setores industriais. As conexões flangeadas de tubos de aço caracterizam-se pela sua estanqueidade e durabilidade.
Além disso, a conexão é removível. Isso significa que, após a remoção, todos os reparos necessários podem ser realizados e o trecho da tubulação pode ser reutilizado. As conexões flangeadas para tubos de aço são selecionadas com base na finalidade da rede, e diversos tipos de flanges, fabricados com diferentes materiais, são utilizados.
Com uma ampla variedade de opções em aço, distinguem-se os seguintes tipos principais de estruturas:
- Opções de passagem direta. Estas são utilizadas com sucesso para aumentar o comprimento dos oleodutos.
- Flanges cegas. Esta é uma versão sem saída dessas peças.
Constatou-se que os flanges são peças de conexão instaladas em redes de longa duração e em tubulações com alta pressão interna, mas as conexões monolíticas por soldagem são consideradas de maior prioridade.
O fluxo na tubulação é interrompido antes da instalação e reiniciado somente após a completa conclusão dos trabalhos. Deve-se dar atenção especial à pressão; recomenda-se aumentar gradualmente a carga sobre esse componente.
Áreas de aplicação de peças de conexão
Ao discutir esse elemento, é importante esclarecer que ele não é um componente de fixação. O principal objetivo desse dispositivo é criar uma estrutura de suporte para os parafusos de fixação, garantindo simultaneamente uma vedação hermética.
Como componente de desligamento ou conexão, são utilizados em redes de serviços públicos nos setores de habitação e infraestrutura, bem como na indústria de produção de petróleo. Também são amplamente instalados nas indústrias de combustíveis e gás. Nessas indústrias, conexões flangeadas extremamente duráveis e de longa vida útil são utilizadas para a instalação de instrumentos de medição na rede.
Diversas tecnologias de fabricação e tipos de materiais para esses elementos permitem o funcionamento eficiente de redes que transportam substâncias agressivas sob alta pressão.
Na instalação de sistemas de tubulação de aço, discos feitos de materiais semelhantes são frequentemente utilizados. Isso cria um nível uniforme de pressão de carga e serve como proteção contra danos aos componentes devido a flutuações de temperatura.
Esse tipo de dano é típico em juntas de materiais com diferentes condutividades térmicas. Flanges de ferro fundido, alumínio, latão e bronze são usados em tubos de aço. No entanto, os produtos de aço carbono são a opção líder indiscutível para esse tipo de aplicação. Existem vários motivos para isso:
- Não é um custo elevado.
- Praticidade.
- Fácil de processar.
As conexões flangeadas são encontradas em todos os setores industriais. A grande variedade de materiais utilizados na fabricação desses dispositivos permite o uso eficiente de qualquer tubulação.
Alguns tipos de sistemas exigem um recesso especial para juntas. As conexões flangeadas em redes de transmissão de gás requerem uma inspeção particularmente cuidadosa. Estas exigem flanges que tenham sido submetidas a testes de qualidade detalhados.
Características e especificações
A principal característica dos fixadores de flange são suas características de projeto. Na Rússia e na CEI, as normas mais populares são:
- A norma GOST 12820-80 define as características de projeto de flanges soldadas do tipo plano.
- GOST 12821-80. Define as características de projeto de flanges soldadas de topo.
- GOST 12822-80. Este documento define as características de projeto de flanges de aço montadas em um disco soldado.
Os dispositivos que se enquadram nesses três grupos principais são projetados para conexão direta entre a rede e o equipamento. As condições de instalação para cada um dos mecanismos apresentados variam.
Peças planas de aço soldadasDurante a instalação, esse elemento é "deslizado" sobre o tubo e, em seguida, soldado ao redor dele com algumas soldas.
Mecanismo de aço soldado de topoA instalação desta peça de aço, em comparação com a primeira opção, requer apenas uma solda — a de conexão.
Este processo une a extremidade do tubo e o "colarinho" do mecanismo de acoplamento de ponta a ponta. Isso simplifica significativamente o processo de fixação e reduz o tempo de instalação.
Estrutura autoportante de aço sobre um anel soldadoÉ composto por uma parte principal e um anel, e estes, por sua vez, devem ter o mesmo volume e pressão nominais.
Se traçarmos um paralelo com as opções mencionadas anteriormente, então, neste mecanismo, a facilidade de instalação é maior, porque o próprio disco é soldado aos tubos e o flange fica em posição livre.
Isso permite conectar furos de parafusos em componentes independentes e mecanismos semelhantes em conexões sem dificuldade, mesmo em áreas de difícil acesso. A rotação do tubo também não é necessária para essa conexão.
Entre os aspectos positivos da sua utilização, destaca-se o facto de, ao selecionar um tubo de aço inoxidável, poder instalar um anel de aço inoxidável e uma estrutura de flange feita de aço carbono.
Outras classificações também são usadas em todo o mundo, por exemplo:
- As normas DIN são normas padrão alemãs, válidas em países europeus;
- ANSI/ASME são normas técnicas americanas utilizadas no Japão, nos EUA e na Austrália.
Essas normas são traduzidas em tabelas específicas, onde há uma indicação clara de qual norma define as características de um determinado produto.
Projetos de superfícies de vedação de flanges
Conforme mencionado anteriormente, essas conexões de tubos de aço são fabricadas de acordo com as normas GOST. Essas conexões são fabricadas com superfícies de vedação nos seguintes formatos:
- O avião é designado como A.
- Depressão. Designada como F.
- Sulco. Sua designação é D e M.
- Para juntas de lentes. Esta opção é designada como K.
- Protuberância para conexão. Designada como B.
- Uma projeção. Ela é designada como E.
- Espinho. Este tipo é designado por C e
- Para juntas de seção oval. Este tipo é designado por J.
Os flanges das válvulas devem ser produzidos com superfícies de vedação dos tipos A, B, D, F, J, K e M. Outras opções de superfícies de vedação para flanges de válvulas são permitidas somente mediante solicitação do cliente.
Flanges com superfícies de vedação A, B, C, D, E, F são utilizadas em juntas vedadas com as seguintes gaxetas:
- irregular;
- metal;
- grafite;
- metalografite.
Os flanges são fabricados de acordo com requisitos que garantem a manutenção das dimensões geométricas e das características mecânicas.
Por exemplo, flanges planas podem ser produzidas por soldagem, desde que as condições de soldagem sejam atendidas durante a operação. Isso deve ser garantido em toda a extensão da seção transversal do dispositivo. Recomenda-se o teste ultrassônico para verificar a qualidade dessas soldas.
Em regra geral, o método de fabricação é determinado pelo fabricante, a menos que o cliente tenha discutido isso adicionalmente ao fazer o pedido.
Tipos redondos e quadrados
De acordo com os tipos de construção, os dados caracterizam:
- O diâmetro nominal é medido em milímetros e designado como DU.
- A magnitude da pressão nominal. É medida em kgf/cm².
- Material utilizado como matéria-prima.
- Execução direta. Nessa situação, são utilizados números de um a nove; eles indicam o tipo de superfície a ser instalada sob a junta.
As características tecnológicas das conexões de flanges de aço em tubos estão diretamente relacionadas aos processos tecnológicos e às peças utilizadas na sua fabricação.
Os flanges podem ser encontrados em formatos redondos ou quadrados, dependendo do método de fabricação. Atualmente, o número de conexões para tubulações que requerem formatos quadrados é limitado. No entanto, apesar disso, essas conexões continuam sendo relevantes.
Por essas razões, para valores de pressão que não excedam 40 kgf/cm2 em relação à GOST 12815-80, são fornecidos mecanismos não apenas de formato redondo, mas também de formato quadrado.
A pressão que eles conseguem suportar
Este é um indicador muito importante do desempenho do mecanismo. Os valores desses parâmetros dependem das dimensões geométricas do produto. O tipo de superfície de vedação também influencia.
Produtos planos de aço soldados (GOST 12820-80) e peças de aço autoportantes em disco soldado (GOST 12822-80) podem suportar cargas de até 25 kgf/cm². Versões soldadas de topo (GOST 12821-80) podem suportar cargas de até 200 kgf/cm².
Nessas situações, a quantidade é mostrada em diversas representações, a saber:
- Pai;
- MPa;
- atm;
- kgf/cm2 e outros.
Mas, ao lançar produtos desta linha, o principal parâmetro de medição é kgf/cm2.
Características de instalação
A chave para a instalação de um fixador flangeado é o aperto das suas juntas. Para obter a máxima estanqueidade numa estrutura de aço, devem ser utilizados apenas componentes com ligações de alta precisão.
O plano de trabalho subsequente é o seguinte:
- A superfície da estrutura é limpa e desengordurada.
- Em seguida, as peças são inspecionadas quanto à corrosão, amassados e microfissuras. Parafusos e porcas também devem ser cuidadosamente inspecionados. Rebarbas são removidas das partes roscadas. Recomenda-se a lubrificação das partes roscadas dos parafusos e porcas.
- Em seguida, prepare a junta. Ela deve ser instalada precisamente no centro, e seu posicionamento correto deve ser verificado. Não é recomendável usar juntas antigas para este trabalho.
- É crucial apertar todos os parafusos na sequência correta. Primeiro, aperte o primeiro parafuso levemente. Em seguida, aperte o parafuso do lado oposto. Aperte o terceiro parafuso um pouco menos que o primeiro. Continue apertando o quarto parafuso do lado oposto. Essa sequência deve ser mantida até que todos os parafusos estejam firmes. Se estiver trabalhando com peças que possuem quatro parafusos, utilize um padrão cruzado.
O torque de aperto requer atenção especial, caso contrário, não será possível obter uma conexão firme. O torque de aperto deve ser distribuído uniformemente por toda a peça. Durante o aperto, o parafuso fica sujeito a uma força de tração. Qualquer força excessiva pode danificar a rosca ou o próprio parafuso.
Para ajustar a força de aperto de uma conexão flangeada, são utilizadas diversas técnicas:
- mecanismos de tensionamento hidráulico;
- Chaves de torque hidráulicas;
- chaves de impacto pneumáticas;
- Chaves dinamométricas manuais.
Por vezes, o aperto do mecanismo de flange é feito manualmente, mas isso só é viável para um determinado grupo de pessoas. Após a fixação da flange (nas primeiras 24 horas), o elemento pode perder cerca de 10% da sua força de aperto. Recomenda-se um aperto adicional 48 horas após a instalação do mecanismo de flange.
A flangeagem de tubos de aço é um componente crucial. As flanges são selecionadas com base em todas as características listadas acima. A documentação técnica pode fornecer informações sobre quais flanges são mais adequadas para cada aplicação específica.
Vídeo: Como soldar um flange a um tubo
Afinal, os reparos em dutos são caros, especialmente se uma pequena falha levar a uma reação em cadeia que pode resultar em uma grande emergência. Para evitar isso, é essencial selecionar mecanismos de flangeamento de acordo com as normas e a documentação técnica.
