Faces de flange

O que é uma face de flange?

Diferentes tipos de faces de flange são usados ​​como superfícies de contato para assentar o material da junta de vedação. ASME B16.5 e B16.47 definem vários tipos de revestimentos de flange, incluindo a face elevada, os grandes revestimentos macho e fêmea que têm dimensões idênticas para fornecer uma área de contato relativamente grande.

Outros revestimentos de flange cobertos por essas normas incluem os revestimentos macho e fêmea grandes e pequenos e o revestimento de junta de anel especificamente para juntas metálicas do tipo junta de anel.

Face elevada (RF)

O flange de face elevada é o tipo mais comum usado em aplicações de plantas de processo e é facilmente identificável. É chamada de face elevada porque as superfícies da junta são elevadas acima da face do círculo de parafusamento. Este tipo de face permite o uso de uma ampla combinação de designs de gaxetas, incluindo tipos de placas planas e compósitos metálicos, como enrolamento em espiral e tipos de camisa dupla.

O objetivo de um flange RF é concentrar mais pressão em uma área menor da junta e, assim, aumentar a capacidade de contenção de pressão da junta. O diâmetro e a altura estão definidos na ASME B16.5, por classe de pressão e diâmetro. A classificação de pressão do flange determina a altura da face elevada.

O acabamento facial típico do flange ASME B16.5 RF é de 125 a 250 µin Ra (3 a 6 µm Ra).

Altura elevada do rosto

Para as medidas de altura H e B de todas as dimensões de flanges descritas neste site, com exceção do flange da junta sobreposta, é importante compreender e lembrar o seguinte:

Nas classes de pressão 150 e 300, a altura da face elevada é de aproximadamente 1,6 mm (1/16 polegada). Nestas duas classes de pressão, quase todos os fornecedores de flanges apresentam em seu catálogo ou folheto as dimensões H e B incluindo a altura da face elevada. ((Fig. 1))

Nas classes de pressão 400, 600, 900, 1500 e 2500, a altura da face elevada é de aproximadamente 6,4 mm (1/4 polegada). Nestas classes de pressão, a maioria dos fornecedores apresenta as dimensões H e B excluindo a altura da face elevada. (Fig. 2)

Face plana (FF)

O flange de face plana possui uma superfície de gaxeta no mesmo plano da face do círculo de parafusamento. As aplicações que utilizam flanges de face plana são frequentemente aquelas em que o flange correspondente ou o acessório flangeado é feito de uma peça fundida.

Os flanges de face plana nunca devem ser aparafusados ​​a um flange de face elevada. ASME B31.1 diz que ao conectar flanges de ferro fundido de face plana a flanges de aço carbono, a face elevada do flange de aço carbono deve ser removida e que uma junta de face completa é necessária. Isso evita que o flange fino e pequeno de ferro fundido seja suspenso na folga causada pela face elevada do flange de aço carbono.

Junta tipo anel (RTJ)

Os flanges de junta tipo anel são normalmente usados ​​em serviços de alta pressão (Classe 600 e classificação superior) e/ou alta temperatura acima de 800°F (427°C). Eles têm ranhuras cortadas em suas faces que formam juntas de anel de aço. Os flanges vedam quando os parafusos apertados comprimem a junta entre os flanges nas ranhuras, deformando (ou cunhando) a junta para fazer contato íntimo dentro das ranhuras, criando uma vedação metal com metal.

Um flange RTJ pode ter uma face elevada com uma ranhura em anel usinada nela. Esta face elevada não serve como parte alguma do meio de vedação. Para flanges RTJ que vedam com anéis de vedação, as faces elevadas dos flanges conectados e apertados podem entrar em contato uma com a outra. Neste caso, a junta comprimida não suportará carga adicional além da tensão do parafuso, a vibração e o movimento não poderão esmagar ainda mais a junta e diminuir a tensão de conexão.

Juntas tipo anel

As juntas tipo anel são anéis de vedação metálicos, adequados para aplicações de alta pressão e alta temperatura. São sempre aplicados em flanges acompanhantes especiais que garantem uma vedação boa e confiável com a escolha correta de perfis e materiais.

As juntas de junta tipo anel são projetadas para vedar por “contato de linha inicial” ou ação de cunha entre o flange correspondente e a junta. Ao aplicar pressão na interface de vedação através da força do parafuso, o metal “mais macio” da junta flui para a estrutura microfina do material mais duro do flange, criando uma vedação muito estanque e eficiente.

O tipo mais aplicado é o estiloRanel fabricado de acordo com ASME B16.20 usado com flanges ASME B16.5, classe 150 a 2500. As juntas do tipo anel estilo 'R' são fabricadas em configurações ovais e octogonais.

OOctogonalo anel tem uma eficiência de vedação maior que o oval e seria a junta preferida. No entanto, apenas a seção transversal oval pode ser usada na ranhura inferior redonda do tipo antigo. O novo design de ranhura de fundo plano aceitará a seção transversal oval ou octogonal.

As juntas do tipo anel estilo R são projetadas para vedar pressões de até 6.250 psi de acordo com as classificações de pressão ASME B16.5 e até 5.000 psi.

R OVAL

R OCTAGONAL

RX

BX

ORXtipo é adequado para pressões de até 700 bar. Este RTJ é capaz de selar sozinho. As superfícies de vedação externas fazem o primeiro contato com os flanges. Uma pressão mais alta no sistema causa uma pressão superficial mais alta. O tipo RX é intercambiável com os modelos R padrão.

OBXtipo é adequado para pressões muito altas de até 1500 bar. Esta junta de anel não é intercambiável com outros tipos e é adequada apenas para flanges e ranhuras API tipo BX.

As superfícies de vedação nas ranhuras da junta do anel devem ter acabamento liso de 63 micropolegadas e estar livres de sulcos, ferramentas ou marcas de vibração questionáveis. Eles vedam por meio de um contato de linha inicial ou de uma ação de cunha à medida que as forças de compressão são aplicadas. A dureza do anel deve ser sempre menor que a dureza dos flanges.

Escolha do material

A tabela abaixo indica os materiais mais comumente utilizados para juntas tipo anel.

Língua e Groove (T&G)

As faces macho e fêmea desses flanges devem ser iguais. Uma face do flange possui um anel elevado (língua) usinado na face do flange, enquanto o flange correspondente possui uma depressão correspondente (ranhura) usinada em sua face.

Os revestimentos macho e fêmea são padronizados em tipos grandes e pequenos. Eles diferem do macho e da fêmea porque os diâmetros internos do macho e fêmea não se estendem até a base do flange, retendo assim a gaxeta em seu diâmetro interno e externo. Eles são comumente encontrados em tampas de bombas e tampas de válvulas.

As juntas macho e fêmea também têm a vantagem de serem autoalinhantes e atuarem como reservatório para o adesivo. A junta escareada mantém o eixo de carga alinhado com a junta e não requer uma grande operação de usinagem.

As faces gerais do flange, como RTJ, TandG e FandM, nunca devem ser aparafusadas. A razão para isso é que as superfícies de contato não coincidem e não existe nenhuma junta que tenha um tipo de um lado e outro tipo do outro lado.

Masculino e Feminino (M&F)

Com este tipo os flanges também devem ser combinados. Uma face do flange possui uma área que se estende além da face normal do flange (macho). O outro flange ou flange correspondente tem uma depressão correspondente (fêmea) usinada em sua face.

O rosto feminino tem 3/16 de polegada de profundidade, o rosto masculino tem 1/4 de polegada de altura e ambos têm acabamento liso. O diâmetro externo da face fêmea atua para localizar e reter a gaxeta. Em princípio estão disponíveis 2 versões; os pequenos flanges M&F e os grandes flanges M&F. Revestimentos macho e fêmea personalizados são comumente encontrados no invólucro do trocador de calor para canalizar e cobrir flanges.

Vantagens e desvantagens das faces de flange T&G e M&F

Vantagens
Melhores propriedades de vedação, localização mais precisa e compressão exata do material de vedação, utilização de outro material de vedação mais adequado e de vedação especializado (O-rings).

Desvantagens
Disponibilidade comercial e custo. A face elevada normal é muito mais comum e está disponível tanto em relação a válvulas, flanges e material de vedação. Outra complexidade é que algumas regras rígidas devem ser aplicadas ao projeto da tubulação. Você pede que as válvulas sejam fêmeas em ambos os lados, ou talvez em um lado; nesse caso, você aponta todas as extremidades macho na direção do fluxo, ou o quê. O mesmo se aplica a qualquer conexão de junta flangeada/vaso, é claro.