Visão geral dos materiais do flange
Flanges de aço carbono são a opção mais comum e econômica para sistemas de tubulação-de uso geral. As classes de aço inoxidável oferecem resistência à corrosão em ambientes químicos agressivos e marítimos. Flanges de liga de aço suportam condições de alta-temperatura e alta-pressão onde o aço carbono falharia. Os flanges de liga de níquel atendem a ambientes químicos e de temperatura extremos, onde até mesmo o aço inoxidável é inadequado. A seleção do material afeta diretamente a classificação de pressão{7}}de temperatura do flange, a soldabilidade e a vida útil.
Seleção por temperatura
A temperatura costuma ser o principal fator na seleção do material porque determina as propriedades mecânicas do material e a estabilidade-de longo prazo. A tabela a seguir resume os materiais de flange comuns por faixa de temperatura:
| Material | Especificação | Faixa de temperatura | Características principais |
|---|---|---|---|
| Aço carbono | ASTM A105 | -20 graus F a 1000 graus F | Serviço geral, econômico |
| Aço carbono-de baixa temperatura | ASTM A350LF2 | -50 graus F a 650 graus F | Impacto-testado, dúctil |
| Aço carbono-de baixa temperatura | ASTM A350LF3 | -150 graus F a 650 graus F | Resistência aprimorada a baixas-temperaturas |
| 1-1/4Cr-1/2Mo | ASTM A182 F11 | 0 graus F a 1100 graus F | Serviço de alta-temperatura moderada |
| 2-1/4Cr-1Mo | ASTM A182 F22 | 0 graus F a 1100 graus F | Resistente ao serviço de hidrogênio |
| 9Cr-1Mo-V | ASTM A182 F91 | 0 graus F a 1200 graus F | Alta resistência à fluência |
| Inox 304 | ASTM A182 F304 | -425 graus F a 1500 graus F | Resistência geral à corrosão |
| Inox 316 | ASTM A182 F316 | -425 graus F a 1500 graus F | Resistência ao cloreto |
| Dúplex 2205 | ASTM A182 F51 | -50 graus F a 600 graus F | Alta resistência, resistente à corrosão |
| Super Duplex 2507 | ASTM A182 F53 | -50 graus F a 600 graus F | Extrema resistência à corrosão |
Seleção por Pressão
A resistência do material determina diretamente a pressão máxima permitida em cada classe. Materiais-de maior resistência podem permitir o uso de uma classe de pressão mais baixa, reduzindo o peso e o custo do flange. O aço carbono A105 é adequado para a maioria das aplicações padrão até a classe 600. Para classes mais altas ou temperaturas elevadas, ligas e aços inoxidáveis oferecem resistência superior. Classes de cromo-molibdênio como F22 e F91 mantêm sua resistência em temperaturas nas quais o aço carbono se deformaria e falharia.
Seleção por mídia
Meios corrosivos requerem seleção cuidadosa de materiais para evitar degradação e falhas. Para ambientes corrosivos em geral, o aço inoxidável 304 ou 316 é a escolha padrão. O teor de molibdênio no 316 melhora a resistência à corrosão e ao cloreto, tornando-o adequado para aplicações marítimas e químicas. O serviço de hidrocarbonetos pode usar aço carbono com tolerância adequada à corrosão, enquanto aplicações químicas agressivas exigem materiais de alta-liga ou níquel-. Para ambientes marinhos e de gás ácido (NACE MR0175), as classes duplex e super duplex oferecem excelente resistência à corrosão sob tensão por cloreto.
Padrões e Certificação de Materiais
As designações de materiais ASTM/ASME são harmonizadas nos padrões de flange B16.5 e B16.47. EN 1092-1 especifica classes de materiais europeus equivalentes com diferentes sistemas de designação. Os certificados de materiais (relatórios de testes de moinho) devem verificar a composição química e as propriedades mecânicas de cada lote térmico. O teste de impacto é exigido para materiais de serviço em baixa temperatura de acordo com ASME B31.3 e a especificação de material aplicável. Sempre exija rastreabilidade total desde a usina siderúrgica até o flange acabado para aplicações de serviços críticos.
Melhores práticas para seleção de materiais
Custo versus desempenho: combine o material com as condições reais do serviço sem-especificar demais. A soldabilidade é uma consideração importante para ligas de aço, pois alguns requerem tratamento térmico de pré-aquecimento e pós{2}}soldagem. Evite a corrosão galvânica não misturando metais diferentes na mesma junta aparafusada. Os materiais padrão geralmente levam a prazos de entrega mais curtos e custos mais baixos do que os materiais exóticos. Selecione sempre o material que corresponda à combinação mais severa de condições operacionais, e não apenas a opção menos dispendiosa que atenda a um parâmetro.
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