Flange de tubo com pescoço de solda ANSI B16.5: Análise Científica e Detalhada com Tabelas
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Índice
- Introdução
- Visão geral dos flanges de pescoço soldado
- Principais recursos dos flanges de tubo com pescoço soldado
- Classes e especificações de materiais
- Dimensões e Tolerâncias (com tabelas abrangentes)
- Classificações de pressão-temperatura (com tabelas detalhadas)
- Tipos de revestimento para flanges de tubo com pescoço soldado
- Processo de manufatura
- Aplicações de flanges de pescoço soldado
- Vantagens de usar flanges de pescoço soldado
- Comparação com outros tipos de flange
- Diretrizes de instalação e soldagem
- Procedimentos de inspeção e manutenção
- Considerações Ambientais e Econômicas
- Perguntas frequentes
1. Introdução
O flange de tubo com pescoço soldado ANSI B16.5 é um componente indispensável em sistemas de tubulação de alta pressão. Projetado com um cubo longo e cônico, este flange faz a transição da tensão do flange para o tubo, minimizando a concentração de tensão na base. Esses recursos o tornam a melhor escolha para sistemas críticos onde a confiabilidade e a durabilidade são fundamentais. Disponível em tamanhos que variam de ½” para 96″, flanges de pescoço de solda são adaptáveis a diversas necessidades industriais.
2. Visão geral dos flanges de pescoço soldado
Os flanges com pescoço soldado são únicos em sua capacidade de formar, conexões à prova de vazamentos em tubulações. Esses flanges são soldados diretamente ao tubo, garantindo transferência de tensão perfeita e alinhamento do furo e flange do tubo. O diâmetro interno do flange corresponde ao diâmetro interno do tubo, reduzindo a turbulência e a erosão do fluxo.
3. Principais recursos dos flanges de tubo com pescoço soldado
- Distribuição de estresse: O design do cubo cônico transfere a tensão uniformemente para o tubo.
- Resistência a vazamentos: A soldagem de penetração total garante uma vedação hermética.
- Criado, Plano, ou voltado para RTJ: Diferentes revestimentos atendem a diversas necessidades de aplicação.
- Durabilidade: Adequado para alta pressão, alta temperatura, e ambientes corrosivos.
4. Classes e especificações de materiais
ABTER Steel Company fabrica flanges de pescoço soldado em diversos materiais, incluindo:
| Material | Características | Aplicativos |
|---|---|---|
| Aço carbono | Econômico, força elevada | Pipelines de uso geral |
| Aço inoxidável | Resistente à corrosão, durável | Processamento de alimentos, plantas químicas |
| Liga de aço | Capacidades de alta temperatura e pressão | Usinas de energia, refinarias de petróleo |
| Aço Inoxidável Duplex | Combina força e resistência à corrosão | Aplicações marítimas e offshore |
Especificações
Os flanges de pescoço soldado atendem a padrões como:
- ANSI B16.5: Para tamanhos nominais de tubos de ½” a 24”.
- ASME B16.47: Para flanges maiores, Série A e B.
5. Dimensões e Tolerâncias
As dimensões dos flanges do tubo com pescoço de solda são padronizadas pela ANSI B16.5.
Tabela abrangente de dimensões
| NPS (polegadas) | OD (polegadas) | Diâmetro do Círculo do Parafuso (polegadas) | Diâmetro do furo do parafuso (polegadas) | Espessura do Flange (polegadas) | Diâmetro do cubo na base (polegadas) | Altura elevada do rosto (polegadas) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ½ | 3.5 | 2.375 | 0.625 | 0.44 | 1.06 | 1/16 |
| 1 | 4.25 | 3.125 | 0.625 | 0.56 | 1.38 | 1/16 |
| 4 | 9 | 7.5 | 0.75 | 0.94 | 4.81 | 1/16 |
| 8 | 13.5 | 11.75 | 1.00 | 1.44 | 9.06 | 1/4 |
6. Classificações de pressão-temperatura
Os flanges de pescoço soldado são classificados em classes de pressão, variando de 150# Para 2500#.
Tabela de classificações de pressão-temperatura
| Aula | Temperatura (° F) | Aço carbono (psi) | Aço inoxidável (psi) | Liga de aço (psi) |
|---|---|---|---|---|
| 150 | 100 | 285 | 275 | 290 |
| 300 | 100 | 740 | 720 | 760 |
| 600 | 100 | 1480 | 1440 | 1520 |
| 1500 | 100 | 3705 | 3600 | 3800 |
| 2500 | 100 | 6170 | 6000 | 6250 |
7. Tipos de revestimento para flanges de tubo com pescoço soldado
Rosto levantado (RF)
- Altura padrão: 1/16″ para ≤400#, 1/4″ para >400#.
- Melhora a compressão da junta.
Rosto plano (FF)
- Usado com juntas planas em aplicações de baixa pressão.
Junta tipo anel (RTJ)
- Garante vedações à prova de vazamentos em sistemas de alta pressão.
8. Processo de manufatura
Os flanges de pescoço soldado são fabricados através de processos de forjamento e usinagem.
- Seleção de Materiais: As matérias-primas são escolhidas com base nas especificações.
- Forjamento: A modelagem em alta temperatura garante resistência e durabilidade.
- Usinagem: Perfuração de precisão, rosqueamento, e acabamento superficial.
- Tratamento térmico: Processos de alívio e fortalecimento do estresse.
- Inspeção: Verificações dimensionais e testes não destrutivos.
9. Aplicações de flanges de pescoço soldado
Flanges de pescoço soldado são usados em:
- Petróleo e Gás: Tubulações sob alta pressão e temperatura.
- Plantas Petroquímicas: Para manusear produtos químicos perigosos.
- Geração de energia: Linhas de vapor em sistemas de alta temperatura.
- Sistemas Marítimos: Plataformas offshore e dutos de água salgada.
10. Vantagens de usar flanges de pescoço soldado
- Alta resistência: O design do cubo cônico proporciona excelente integridade mecânica.
- Prevenção de vazamentos: A soldagem de penetração total garante uma robustez, selo à prova de vazamento.
- Vida útil estendida: Com manutenção adequada, esses flanges duram décadas.
- Distribuição de estresse: Minimiza a tensão concentrada na base do flange.
11. Comparação com outros tipos de flange
| Recurso | Pescoço de solda | Deslizamento | Solda de soquete | Cego |
|---|---|---|---|---|
| Custo | Alto | Moderado | Moderado | Alto |
| Força | Alto | Moderado | Alto | Alto |
| Facilidade de instalação | Moderado | Alto | Moderado | Moderado |
| Resistência a vazamentos | Excelente | Moderado | Moderado | Excelente |
12. Diretrizes de instalação e soldagem
- Preparação: Garanta o alinhamento do tubo e do flange.
- Soldagem: Realize soldagem de penetração total para máxima resistência.
- Inspeção: Verifique as soldas quanto a porosidade e rachaduras.
13. Procedimentos de inspeção e manutenção
- Inspeção Visual: Procure por rachaduras, corrosão, ou desalinhamento.
- Teste de pressão: Testes hidrostáticos regulares para detectar vazamentos.
- Limpeza: Remova detritos e acúmulos para evitar corrosão.
14. Considerações Ambientais e Econômicas
Fatores Econômicos
- Alto custo inicial compensado por necessidades reduzidas de manutenção.
Impacto Ambiental
- A reciclagem de materiais minimiza o desperdício.
- Adesão a padrões de fabricação ecologicamente corretos.
15. Perguntas frequentes
1. Qual é a principal vantagem de um flange com pescoço de solda?
Sua resistência e design de distribuição de tensão o tornam ideal para sistemas de alta pressão.
2. Os flanges de pescoço de solda são compatíveis com outros padrões??
Sim, eles estão em conformidade com os padrões ANSI e ASME.
3. Qual é a vida útil típica de um flange com pescoço de solda?
Com manutenção adequada, pode durar décadas.
4. Como os flanges de pescoço de solda são testados?
Testes hidrostáticos e ultrassônicos são comumente realizados.
5. Posso usar flanges de pescoço soldado em ambientes corrosivos??
Sim, com seleção de material apropriado, como aço inoxidável ou ligas duplex.
6. Quais são os tipos de revestimento comuns?
Rosto levantado (RF), Rosto plano (FF), e junta tipo anel (RTJ).
Conclusão
O flange de tubo com pescoço soldado ANSI B16.5 é a base dos sistemas de tubulação de alta pressão, oferecendo força incomparável, durabilidade, e desempenho. Seja para petróleo e gás, petroquímico, ou aplicações de geração de energia, flanges de pescoço de solda são projetados para atender às especificações mais exigentes.
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