Sete tipos principais de flange atendem a diferentes requisitos de sistemas de tubulação nas indústrias de petróleo e gás, química, energia e tratamento de água. Cada tipo de flange oferece vantagens distintas em instalação, custo e desempenho. A seleção depende da pressão operacional, temperatura, tamanho do tubo e necessidades de manutenção. Este guia fornece uma comparação abrangente de cada tipo de flange para ajudá-lo a tomar decisões informadas sobre o projeto do sistema de tubulação.
Visão geral dos tipos de flange
O tipo de flange determina como o flange se conecta ao tubo, como ele distribui o estresse mecânico e como funciona sob diversas condições operacionais. Alguns tipos de flange são soldados ao tubo, outros são rosqueados e outros usam um design de anel-solto. A escolha certa depende dos requisitos específicos da sua aplicação, incluindo classe de pressão, temperatura, corrosividade do meio e frequência de desmontagem da junta.
| Tipo de flange | Método de conexão | Faixa de tamanho típica | Aulas Comuns | Custo relativo |
|---|---|---|---|---|
| Pescoço de solda | Solda-de topo | NPS1/2 - 24 | 150 - 2500 | Alto |
| Deslizar-ativado | Solda de filete (2x) | NPS1/2 - 24 | 150 - 600 | Médio |
| Cego | Aparafusado (sem tubo) | NPS1/2 - 24 | 150 - 2500 | Médio |
| Solda de soquete | Solda de filete (1x) | NPS1/2 - 2 | 150 - 2500 | Médio |
| Rosqueado | Tópicos NPT | NPS1/2 - 4 | 150 - 300 | Baixo |
| Junta sobreposta | Solda-de topo (ponta final) | NPS1/2 - 24 | 150 - 600 | Médio |
| Reduzindo | Solda-de topo ou filete | NPS 1 - 24 | 150 - 600 | Alto |
| Orifício | Solda-de topo | NPS 1 - 24 | 300 - 2500 | Alto |
Flange de pescoço soldado
O flange com pescoço soldado apresenta um cubo longo e cônico que proporciona uma distribuição suave da tensão do tubo para o corpo do flange. Ele se conecta ao tubo por meio de uma solda de penetração-total, que permite a inspeção radiográfica e fornece resistência de junta igual à do próprio tubo. Os flanges de pescoço soldado estão disponíveis em todas as classes de pressão de 150 a 2.500 e são a escolha preferida para alta-pressão, alta-temperatura e condições de serviço cíclicas severas. No entanto, eles exigem soldagem especializada e testes não destrutivos, tornando sua instalação mais cara do que os tipos de flange mais simples.
Deslizamento-no flange
O deslizamento-no flange desliza sobre o diâmetro externo do tubo e é soldado no lugar com duas soldas de ângulo: uma dentro do furo e outra na face externa. É mais fácil de alinhar e mais barato do que um flange de pescoço soldado, o que o torna popular para aplicações de baixa-pressão. Os flanges-deslizantes normalmente são limitados às classes 150 a 600 e são comumente encontrados em serviços de baixa-pressão de água, ar e serviços públicos. A falta de um cubo cônico significa menos concentração de tensão do que um pescoço de solda, mas também reduz a vida à fadiga sob condições de carga cíclica.
Flange cego
Um flange cego é um disco sólido sem furo central, usado para vedar extremidades de tubos, aberturas de válvulas e bicos de vasos de pressão. Por não ter furo, um flange cego pode suportar as classificações de pressão mais altas de qualquer tipo de flange. Os flanges cegos são essenciais para testar a pressão de seções de tubulação montadas, fornecendo pontos de ligação futuros-para expansão da planta e isolando equipamentos desativados. Eles estão disponíveis em todos os tamanhos de NPS 1/2 a 24 e em todos os tipos de faceamento, incluindo face elevada, face plana e junta de anel.
Flange de solda de soquete
O flange de solda de encaixe possui um encaixe rebaixado que aceita o tubo com um único filete de solda no lado externo. Um ressalto interno impede a passagem do tubo e uma pequena folga de expansão (aproximadamente 1/16 polegada) na parte inferior do soquete acomoda a expansão térmica. Os flanges de solda de soquete são usados para tubulações-de diâmetro pequeno de NPS 1/2 a 2 e são adequados para aplicações de-alta pressão onde o espaço é limitado. Eles são ideais para linhas de injeção de produtos químicos, conexões de instrumentos e sistemas hidráulicos.
Flange Rosqueada
O flange rosqueado possui um furo rosqueado internamente que é aparafusado em um tubo rosqueado externamente usando roscas de tubo cônico padrão NPT ou BSP. Nenhuma soldagem é necessária, tornando os flanges roscados ideais para ambientes perigosos onde o trabalho a quente é proibido. Eles estão limitados a classes de pressão mais baixas (normalmente Classe 150 e 300) e tamanhos menores. Os flanges roscados oferecem instalação e remoção rápidas para manutenção, mas têm menor resistência de junta do que conexões soldadas e podem vazar com o tempo devido ao ciclo térmico.
Flange de junta sobreposta
O flange da junta sobreposta consiste em dois componentes separados: um anel solto que desliza sobre o tubo e uma ponta de extremidade fabricada separadamente que é soldada ao tubo. O anel permanece livre para girar, o que elimina problemas de alinhamento-de furos durante a montagem. Os flanges de junta sobreposta são ideais para aplicações que exigem desmontagem e inspeção frequentes, como água de resfriamento e serviços públicos. Eles também proporcionam economia de custos ao usar materiais de tubos caros porque o anel pode ser feito de um material-de custo mais baixo do que a extremidade da ponta.
Reduzindo Flange
O flange redutor possui dois diâmetros de furo diferentes dentro de um único corpo de flange, permitindo conectar tubos de tamanhos diferentes sem uma conexão redutora separada. O design excêntrico mantém o topo de ambos os furos alinhado para evitar o acúmulo de ar ou vapor. Flanges redutores são comumente usados em bocais de sucção e descarga de bombas, conexões de equipamentos e mudanças de tamanho de linha onde o espaço é limitado. Eles economizam espaço e reduzem o número de possíveis pontos de vazamento em comparação com uma combinação de flange-mais-redutor.
Flange de Orifício
O flange de orifício é um flange especializado projetado para medição de vazão por pressão diferencial. Ele contém furos de pressão radial em ambos os lados do flange e parafusos de elevação para facilitar a remoção da placa de orifício. Os flanges de orifício são regidos pela ASME B16.36 em vez de B16.5 e estão disponíveis nas classes 300 a 2500. Eles exigem tubos retos a montante e a jusante para medição de vazão precisa e são comumente usados em aplicações de medição de transferência de custódia e controle de processo.
Como escolher o tipo de flange correto
Comece avaliando sua pressão e temperatura operacional para determinar a classe de pressão necessária. Em seguida, considere o método de fixação do tubo: conexões soldadas proporcionam a mais alta integridade, conexões rosqueadas evitam trabalho a quente e designs de-anel solto facilitam desmontagens frequentes. Considere a frequência de manutenção e a necessidade de inspeção não destrutiva. Por fim, analise o custo-do ciclo de vida em vez de apenas o preço inicial de compra, pois alguns tipos de flange que custam mais antecipadamente podem proporcionar um custo total mais baixo ao longo da vida útil do sistema por meio de manutenção reduzida e vida útil mais longa.
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