Flange de junta sobreposta vs Flange de face elevada: Qual é a diferença?

No intrincado mundo dos sistemas de tubagem, a escolha da flange correta pode fazer uma diferença significativa no desempenho e na longevidade. Dois tipos populares, a flange de junta sobreposta e a flange de face elevada, surgem frequentemente em discussões entre profissionais da indústria. Mas o que é que os distingue verdadeiramente? Compreender estas diferenças é crucial para qualquer pessoa envolvida em aplicações industriais, quer se trate de petróleo e gás, fábricas de produtos químicos ou outras.

Este artigo aprofunda as caraterísticas únicas e as utilizações específicas das flanges de junta sobreposta e das flanges de face saliente. Iremos explorar as suas caraterísticas de design, escolhas de materiais e aplicações típicas, fornecendo-lhe as informações necessárias para tomar decisões informadas. No final, terá uma compreensão clara de quando utilizar cada tipo e como se comparam em termos de manuseamento de pressão, resistência à corrosão e considerações de instalação. Pronto para descobrir qual flange atende melhor às suas necessidades? Vamos começar.

Introdução

Compreender os tipos de flanges em aplicações industriais

Nos sistemas de tubagens industriais, as flanges são componentes essenciais que ligam tubos, válvulas e outros equipamentos. A seleção do tipo de flange adequado é crucial para garantir a fiabilidade e a eficiência destes sistemas. Entre os vários tipos de flanges, as flanges de junta sobreposta e as flanges de face elevada são normalmente utilizadas devido às suas caraterísticas únicas e adequação a diferentes aplicações.

Importância de escolher o flange correto

A escolha do tipo de flange correto é essencial para garantir a segurança, fiabilidade, eficiência de custos e compatibilidade com os materiais da tubagem. A flange correta assegura uma ligação segura, o que é vital para manter a integridade do sistema de tubagem e evitar fugas ou falhas. A seleção da flange adequada também pode reduzir os custos de manutenção e o tempo de inatividade, especialmente em sistemas que requerem desmontagens e remontagens frequentes. Diferentes tipos de flanges oferecem compatibilidade com vários materiais, o que é importante para lidar com condições industriais específicas, como alta pressão ou ambientes corrosivos.

Visão geral dos flanges de junta sobreposta

As flanges de junta sobreposta têm duas partes: a flange e uma extremidade de topo. A extremidade da ponta é soldada ao tubo e a flange pode rodar livremente à sua volta. Esta conceção facilita o alinhamento e a montagem, tornando-a ideal para aplicações em que é necessária uma manutenção frequente. As flanges de junta sobreposta são frequentemente utilizadas em sistemas com baixa pressão e aplicações não críticas, proporcionando flexibilidade e poupança de custos.

Visão geral dos flanges de face elevada

As flanges de face elevada apresentam uma superfície elevada à volta da área de assentamento da junta, o que aumenta a capacidade de vedação. Este design é ideal para aplicações de alta pressão e alta temperatura que requerem uma vedação fiável. As flanges de face elevada são normalmente utilizadas em indústrias como a do petróleo e gás e a do processamento químico, onde são essenciais ligações robustas e duradouras, ajudando a garantir o desempenho ótimo e a longevidade do sistema de tubagem.

Considerações fundamentais

Ao selecionar entre flanges de junta sobreposta e flanges de face elevada, é importante considerar factores como

• Requisitos de pressão e temperatura: As flanges de face levantada são mais adequadas para ambientes de alta pressão e alta temperatura, enquanto as flanges de junta sobreposta são mais adequadas para aplicações de baixa pressão.
• Necessidades de manutenção: As flanges de junta sobreposta permitem uma desmontagem e remontagem mais fáceis, tornando-as ideais para sistemas que requerem manutenção frequente.
• Implicações em termos de custos: O material e a conceção da flange podem ter impacto no custo global, sendo as flanges de junta sobreposta geralmente mais rentáveis devido à sua flexibilidade na seleção do material.

Flange de junta sobreposta

As flanges de junta sobreposta são constituídas por dois componentes principais: uma extremidade de topo que é soldada ao tubo e uma flange de anel de junta sobreposta que permanece solta. Esta conceção permite que a flange rode livremente, facilitando a instalação.

Disponíveis em vários materiais, como aço inoxidável, aço-carbono e aço-liga, as flanges de junta sobreposta oferecem versatilidade e facilidade de alinhamento durante a instalação. A sua face plana assegura uma vedação segura quando emparelhada com a extremidade de encaixe, criando uma superfície de vedação elevada. A capacidade de rodar em torno da extremidade de encaixe proporciona uma flexibilidade de alinhamento significativa, simplificando os processos de instalação e manutenção. O seu design económico é benéfico quando são necessários materiais dispendiosos apenas para a extremidade de encaixe, permitindo que a própria flange seja fabricada com materiais menos dispendiosos.

A seleção do material para as flanges de junta sobreposta depende dos requisitos específicos da aplicação. As escolhas mais comuns incluem:

• Aço inoxidável: Ideal para ambientes corrosivos devido à sua elevada resistência à corrosão.
• Aço carbono: Adequado para aplicações não corrosivas, oferecendo uma boa relação custo-benefício.
• Aço de liga leve: Proporciona maior resistência e durabilidade para condições mais exigentes.

As flanges de junta sobreposta são utilizadas em muitas indústrias devido à sua flexibilidade e acessibilidade, especialmente em sistemas de baixa pressão que requerem manutenção frequente. As aplicações típicas incluem:

Petróleo e gás

Na indústria do petróleo e do gás, as flanges de junta sobreposta são utilizadas para aplicações de baixa pressão em que é necessária uma manutenção frequente. A sua facilidade de remoção e reinstalação torna-as ideais para sistemas que são sujeitos a inspecções e reparações regulares.

Fábricas de produtos químicos

As fábricas de produtos químicos utilizam frequentemente flanges de junta sobreposta em ambientes onde a resistência à corrosão é crucial. As flanges de junta sobreposta em aço inoxidável são particularmente indicadas para o manuseamento de produtos químicos agressivos, garantindo fiabilidade e segurança a longo prazo.

As aplicações reais das flanges de junta sobreposta realçam as suas vantagens práticas:

• Instalações petroquímicas: Nas instalações petroquímicas, as flanges de junta sobreposta facilitam a manutenção rápida e eficiente das condutas, reduzindo o tempo de inatividade e os custos operacionais.
• Estações de tratamento de água: Muito utilizadas em sistemas de tratamento de água, as flanges de junta sobreposta permitem uma desmontagem e limpeza fáceis, assegurando o funcionamento contínuo e eficaz da instalação.

Compreender o design, a seleção de materiais e as aplicações das flanges de junta sobreposta ajuda os profissionais da indústria a otimizar os seus sistemas de tubagem para fiabilidade, eficiência de custos e facilidade de manutenção.

Flange de face elevada

Descrição e caraterísticas de conceção

As flanges de face levantada apresentam uma superfície de vedação levantada que é ligeiramente elevada acima do plano do círculo de aparafusamento. Este design permite uma maior pressão sobre a junta, melhorando a capacidade de vedação da junta. A superfície elevada concentra a pressão numa área mais pequena, tornando-a mais eficaz na prevenção de fugas em aplicações de alta pressão. As flanges de face elevada são versáteis e podem ser encontradas em várias configurações, incluindo os tipos cego, deslizante e de soldadura de encaixe.

Seleção de materiais

A escolha do material correto para as flanges de face saliente é essencial para o seu desempenho e durabilidade. Os materiais mais comuns incluem o aço-carbono para utilização geral, o aço inoxidável para ambientes corrosivos e o aço-liga para aplicações de alta tensão.

Aplicações típicas na indústria

As flanges de face saliente são utilizadas em indústrias que necessitam de ligações fiáveis em condições de alta pressão e temperatura, como as fábricas de petróleo e gás e de produtos químicos.

Petróleo e gás

Na indústria do petróleo e do gás, as flanges de face saliente são cruciais para as condutas e o equipamento de processamento. A sua forte capacidade de vedação evita fugas e assegura o transporte seguro de petróleo e gás. O design de face elevada é particularmente benéfico em sistemas de alta pressão, como os encontrados em operações de perfuração e refinação offshore.

Fábricas de produtos químicos

As fábricas de produtos químicos funcionam em condições difíceis, incluindo a exposição a substâncias corrosivas e a temperaturas elevadas. As flanges de face elevada fabricadas em aço inoxidável ou noutros materiais resistentes mantêm a integridade do sistema de tubagem e proporcionam vedações fiáveis nestes ambientes. A sua capacidade para suportar produtos químicos agressivos e proporcionar uma vedação fiável torna-os indispensáveis em aplicações críticas, como reactores e tanques de armazenamento.

Estudos de caso ou aplicações do mundo real

Sistemas de vapor de alta pressão

As flanges de face elevada são normalmente utilizadas em sistemas de vapor de alta pressão, onde a manutenção de uma vedação estanque é vital para a eficiência e segurança operacionais. Nesses sistemas, a superfície de vedação elevada da flange de face elevada proporciona uma vedação mais eficaz em comparação com outros tipos de flanges, reduzindo o risco de fugas de vapor e assegurando níveis de pressão consistentes.

Processamento petroquímico

Nas instalações de processamento petroquímico, as flanges de face saliente são utilizadas em várias fases de produção, incluindo unidades de destilação e de craqueamento. O seu design robusto e as suas capacidades de vedação superiores ajudam a gerir as elevadas pressões e temperaturas envolvidas no processamento de produtos petroquímicos, aumentando assim a fiabilidade e a longevidade do sistema de tubagens.

Análise comparativa

Principais diferenças entre flanges de junta sobreposta e flanges de face elevada

Compreender as principais diferenças entre as flanges de junta sobreposta e as flanges de face saliente é essencial para selecionar o tipo certo para aplicações industriais específicas. Aqui, comparamos vários aspectos, incluindo o design, as capacidades de manuseamento de pressão, a resistência à corrosão e as considerações de instalação.

Diferenças de conceção

As flanges de junta sobreposta têm duas partes: uma extremidade de topo soldada ao tubo e uma flange de anel solto que pode rodar à volta da extremidade de topo. Este design permite um alinhamento fácil durante a instalação.

As flanges de face elevada têm uma construção de peça única com uma superfície de vedação elevada. Este design concentra a pressão na junta, melhorando a capacidade de vedação. A face elevada é parte integrante da flange, proporcionando uma vedação robusta e fiável, especialmente em aplicações de alta pressão.

Capacidades de manuseamento de pressão

As flanges de junta sobreposta são ideais para aplicações de pressão baixa a moderada devido ao seu design flexível, enquanto as flanges de face elevada são melhores para ambientes de alta pressão devido às suas capacidades de vedação robustas.

Resistência à corrosão

Tanto as flanges de junta sobreposta como as flanges de face saliente podem ser fabricadas a partir de materiais como o aço inoxidável e o aço-liga, que proporcionam uma excelente resistência à corrosão, tornando-as adequadas para ambientes corrosivos.

Considerações sobre a instalação

A instalação de flanges de junta sobreposta é simples devido à sua conceção em duas partes. A capacidade de rodar a flange à volta da extremidade do tubo simplifica o alinhamento e a ligação. Esta facilidade de instalação e remoção é benéfica em sistemas que requerem manutenção frequente, uma vez que reduz o tempo de inatividade e os custos de mão de obra.

A instalação de flanges de face saliente requer precisão para garantir o alinhamento correto e a colocação da junta, mas a sua capacidade de vedação fiável vale o esforço em aplicações de alta pressão.

Casos de utilização específicos em diferentes sectores

As flanges de junta sobreposta são normalmente utilizadas em indústrias que necessitam de manutenção frequente, como oleodutos e gasodutos de baixa pressão e fábricas de produtos químicos que lidam com produtos químicos agressivos. As flanges de face elevada são preferidas em ambientes de alta pressão, como oleodutos e gasodutos e reactores químicos, onde é essencial uma vedação forte e fiável.

Especificações técnicas

Especificações técnicas das flanges de junta sobreposta

Dimensões

As flanges de junta sobreposta estão disponíveis em tamanhos que variam de ½" a 48", com dimensões padronizadas de acordo com as especificações ANSI/ASME B16.5 e B16.47. Estas normas asseguram a compatibilidade e a permutabilidade entre diferentes sistemas e fabricantes.

Classificações de pressão e normas de conformidade

As flanges de junta sobreposta são concebidas para acomodar várias classes de pressão, incluindo 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# e 2500#. Estas classificações de pressão indicam a pressão máxima que a flange pode suportar a uma temperatura especificada, proporcionando flexibilidade para diferentes aplicações industriais. Além disso, as flanges de junta sobreposta estão em conformidade com várias normas internacionais, incluindo a ANSI/ASME B16.5 para tamanhos até 24 polegadas e a ANSI/ASME B16.47 para tamanhos maiores. Estas normas garantem que as flanges cumprem os requisitos mecânicos e dimensionais necessários para um funcionamento seguro e fiável em sistemas de tubagens.

Tipos de rosto

O tipo de face padrão para flanges de junta sobreposta é a face plana (FF), mas outros tipos, como a junta tipo anel (RTJ), podem ser personalizados com base em necessidades específicas. O tipo de face tem impacto no desempenho da vedação e na compatibilidade com as juntas, influenciando a integridade geral da ligação.

Especificações técnicas das flanges de face levantada

Dimensões

As flanges de face saliente variam geralmente entre ½" e 24", de acordo com a norma ASME B16.5, embora estejam disponíveis tamanhos maiores para aplicações especializadas. As dimensões incluem o diâmetro externo, a espessura e a altura da face elevada, que é crítica para a capacidade de vedação.

Classificações de pressão e normas de conformidade

As flanges de face elevada estão disponíveis em classes de pressão de 150# a 2500#. Estas classificações indicam a capacidade da flange para lidar com diferentes níveis de pressão, tornando-as adequadas para aplicações de alta pressão em que é essencial uma vedação robusta. As flanges de face elevada cumprem a norma ASME B16.5 e outras normas relevantes, assegurando que cumprem os critérios necessários para utilização em ambientes de alta pressão e alta temperatura. A conformidade com estas normas é crucial para garantir a segurança e o desempenho em aplicações industriais exigentes.

Tipos de rosto

A caraterística que define as flanges de face saliente é a face saliente (RF) à volta do furo. Esta superfície elevada aumenta a pressão de vedação, tornando-a ideal para aplicações de alta pressão. O design assegura que a junta é comprimida de forma mais eficaz, proporcionando uma vedação fiável.

Análise comparativa das especificações técnicas

Conceção e construção

As flanges de junta sobreposta são compostas por duas partes: uma extremidade de topo soldada ao tubo e uma flange de apoio que pode rodar para facilitar o alinhamento e a montagem. Este design de duas peças facilita a instalação e a manutenção. As flanges de face elevada, por outro lado, apresentam uma construção de peça única com uma face elevada. Este design aumenta a capacidade de vedação ao concentrar a pressão na junta, tornando-a ideal para aplicações de alta pressão.

Manuseamento de pressão

As flanges de junta sobreposta são adequadas para aplicações de pressão baixa a moderada devido à sua conceção flexível. As flanges de face elevada são concebidas para aplicações de alta pressão, oferecendo capacidades de vedação superiores devido ao design de face elevada.

Seleção de materiais

Tanto as flanges de junta sobreposta como as de face saliente podem ser fabricadas a partir de vários materiais, incluindo aço-carbono, aço inoxidável e aço-liga. A escolha do material depende dos requisitos da aplicação, tais como a resistência à corrosão, a resistência mecânica e as condições de funcionamento.

Instalação e manutenção

As flanges de junta sobreposta são mais fáceis de instalar e manter devido ao seu design de duas peças. A capacidade de rodar a flange de apoio simplifica o alinhamento e reduz o tempo de instalação. As flanges de face elevada requerem uma instalação precisa para garantir o assentamento e a vedação corretos da junta. Embora seja mais difícil de instalar, o seu design proporciona uma vedação mais fiável em ambientes de alta pressão.

Perguntas mais frequentes

Seguem-se as respostas a algumas perguntas frequentes:

Quais são as principais diferenças entre flanges de junta sobreposta e flanges de face elevada?

As flanges de junta sobreposta e as flanges de face elevada diferem significativamente em termos de conceção, aplicação e funcionalidade. As flanges de junta sobreposta são compostas por uma extremidade de topo soldada ao tubo e uma flange de anel de junta sobreposta que é aparafusada a outra flange. Este design facilita o alinhamento e a remoção, tornando-os ideais para situações que requerem manutenção ou ajustes frequentes. Oferecem flexibilidade de material, uma vez que a extremidade de topo e a flange de anel podem ser feitas de materiais diferentes, o que pode ser económico.

Em contraste, as flanges de face elevada apresentam uma superfície elevada à volta do orifício central que melhora a vedação ao aumentar a compressão da junta durante o aperto dos parafusos. Este design é vantajoso para aplicações que exigem uma elevada integridade de vedação, como as que envolvem processos químicos ou de alta pressão. As flanges de face elevada estão menos focadas na flexibilidade do material e mais em garantir uma vedação robusta. Enquanto as flanges de junta sobreposta são adequadas para sistemas que requerem flexibilidade e facilidade de manutenção, as flanges de face elevada são preferidas pelas suas capacidades superiores de vedação em ambientes exigentes.

Quando é que devo utilizar uma flange de face saliente em vez de uma flange de junta sobreposta?

A escolha entre uma flange de face elevada e uma flange de junta sobreposta depende dos requisitos específicos da aplicação. As flanges de face elevada são ideais para ambientes de alta pressão e alta temperatura, como na indústria do petróleo e do gás, porque o seu design concentra a pressão do parafuso numa área de junta mais pequena, aumentando a eficiência da vedação. São também económicas para instalações estáticas e de longa duração.

Por outro lado, as flanges de junta sobreposta são mais adequadas para sistemas que requerem desmontagem frequente, como nas fábricas de produtos químicos, onde é necessária uma limpeza e inspeção regulares. Oferecem flexibilidade de alinhamento, o que é vantajoso para tubos grandes ou rígidos, e permitem uma manutenção mais fácil, uma vez que a flange pode ser rodada sem cortar o tubo. Além disso, a utilização de uma extremidade de topo em flanges de junta sobreposta pode proporcionar uma maior resistência à corrosão, uma vez que a extremidade de topo pode ser feita de um material mais resistente à corrosão do que a própria flange.

Quais são as aplicações mais comuns para cada tipo de flange?

As flanges de junta sobreposta são normalmente utilizadas em aplicações que requerem manutenção ou desmontagem frequentes, tais como sistemas de processamento químico e de tratamento de água. São ideais para ambientes de baixa pressão e condições corrosivas, onde podem ser combinadas com extremidades de topo resistentes à corrosão para reduzir os custos, mantendo a durabilidade. Estas flanges são também preferidas em sistemas de tubagem temporários, indústrias marítimas e offshore devido à sua facilidade de manutenção e montagem.

As flanges de face elevada, por outro lado, são normalmente utilizadas em sistemas de alta pressão e operações críticas em que a prevenção de fugas é crucial. Proporcionam uma vedação segura e são suficientemente duráveis para suportar condições difíceis, incluindo temperaturas elevadas e ambientes corrosivos. Estas flanges são predominantes nas condutas de petróleo e gás e nas indústrias petroquímicas, onde o funcionamento contínuo e a fiabilidade são essenciais.

Como é que as classificações de pressão diferem entre flanges de junta sobreposta e flanges de face elevada?

A principal diferença nas classificações de pressão entre as flanges de junta sobreposta e as flanges de face saliente resulta da sua conceção e mecanismos de vedação. As flanges de face elevada apresentam uma face de vedação circular saliente que concentra a pressão do parafuso numa área de junta mais pequena, melhorando a eficiência de vedação da junta e permitindo-lhe suportar pressões e temperaturas mais elevadas. Isto torna as flanges de face saliente adequadas para aplicações exigentes em sectores como o petróleo e o gás, o processamento químico e a produção de energia.

Em contraste, as flanges de junta sobreposta são utilizadas com uma extremidade de encaixe, em que a vedação ocorre na extremidade de encaixe e não na própria flange. Este design leva a uma maior área de superfície de vedação e geralmente limita as classificações de pressão a níveis baixos ou médios. A flange de junta sobreposta é vantajosa para sistemas que requerem uma desmontagem frequente e um alinhamento mais fácil, mas não concentra a pressão de forma tão eficaz como a flange de face saliente, tornando-a menos adequada para aplicações de alta pressão.

Assim, as flanges de face saliente oferecem normalmente valores de pressão mais elevados devido à sua superfície de vedação concentrada, enquanto as flanges de junta sobreposta são mais adequadas para aplicações de pressão mais baixa em que a facilidade de manutenção é uma prioridade.

Quais são as considerações de instalação para cada tipo de flange?

Para as flanges de junta sobreposta, a instalação requer a utilização de uma extremidade separada soldada ao tubo, permitindo que a flange rode livremente para um alinhamento mais fácil dos orifícios dos parafusos. Este design é benéfico para sistemas que necessitam de desmontagem frequente, uma vez que a flange pode ser removida sem cortar o tubo. No entanto, para evitar a corrosão, é fundamental garantir que o material da extremidade do tubo coincide com o tubo.

Em contraste, as flanges de face elevada têm um design fixo que necessita de um alinhamento preciso durante a soldadura. São optimizadas para sistemas de alta pressão e requerem um controlo cuidadoso do binário dos parafusos para obter uma compressão uniforme da junta e evitar fugas. O acabamento serrilhado na face elevada melhora a vedação com juntas macias, mas o desalinhamento pode levar a uma compressão desigual da junta.

Existem normas de conformidade para estas flanges?

Sim, existem normas de conformidade tanto para as flanges de junta sobreposta como para as flanges de face elevada. Estas flanges têm de aderir a normas internacionais para garantir a sua segurança, fiabilidade e compatibilidade em várias aplicações industriais. As principais normas que regem estas flanges são definidas por organizações como a American Society of Mechanical Engineers (ASME) e a ASTM International.

Para a ASME, as normas relevantes incluem:

• ASME B16.5: Esta norma abrange flanges e acessórios flangeados, especificando dimensões, classificações de pressão-temperatura, materiais e requisitos de ensaio para flanges até 24 polegadas de dimensão nominal do tubo.
• ASME B16.47: Esta norma aplica-se a flanges de aço de grande diâmetro (acima de 24 polegadas) e fornece diretrizes para duas séries de flanges (Séries A e B) utilizadas em aplicações de alta pressão.

As normas ASTM relevantes para estas flanges incluem:

• ASTM A105/A105M: Esta norma especifica as exigências aplicáveis às peças forjadas de aço-carbono utilizadas no fabrico de flanges.
• ASTM A182/A182M: Esta norma abrange flanges, acessórios e válvulas forjados ou laminados em ligas de aço e em aço inoxidável para tubos.

Estas normas garantem que as flanges cumprem os requisitos específicos de material e dimensão, facilitando a sua utilização segura e eficaz em várias indústrias.