O que é flange: tipos, conexão e processo de usinagem

O que é uma flange

Os flanges são componentes importantes da maioria dos sistemas mecânicos. Eles fornecem uma maneira mecânica de conectar ou montar peças como tubos, conexões e válvulas. Além disso, também podem ser desmontados após o uso, o que os torna ideais para uso em sistemas que necessitam de manutenção.

Então, o que é um flange? Que tipos de flanges existem? O que precisa ser levado em consideração ao projetar flanges? Continue lendo. Fornecemos informações para ajudá-lo a tomar as decisões corretas de fabricação.

O que é uma flange?

Flanges, ou seja, bordas, são componentes simétricos em forma de disco utilizados para fixar ou vedar tubos, recipientes ou peças mecânicas com eixo fixo. Esses componentes em forma de disco são mais comumente encontrados em encanamentos e geralmente usados ​​​​em pares. Existem também diferentes tipos de fixadores e fixadores roscados são usados ​​para segurar os flanges no lugar.

Além disso, um flange possui orifícios para parafusos. Normalmente, dois flanges são unidos nas extremidades do tubo com uma junta entre eles e a conexão entre eles é feita com parafusos.

Componentes de flange

Propriedades dos flanges

  • Os flanges apresentam furos perfurados com precisão para fácil montagem.
  • Eles têm um grão controlado para ótima resistência e rigidez.
  • Para permitir uma boa soldagem, os flanges possuem chanfros usinados.
  • Para garantir um fluxo desobstruído quando usados ​​em sistemas de tubulação, os flanges são lisos e apresentam um furo preciso.
  • Este componente possui um escareador para garantir que os fixadores sejam precisos e quadrados.

Como funciona uma conexão de flange?

Conexão de flange

Uma conexão de flange é uma montagem de dois dispositivos, tubos ou conexões de tubos, dois flanges, tapetes de flange e parafusos. A conexão flangeada também utiliza diferentes tipos de arruelas para proteger a conexão.

Além disso, uma conexão de flange consiste em conectar dois materiais usando flanges ou peças de lábio interno e externo. Para que cada uma das superfícies opostas do flange forme uma vedação, a força (compressão da vedação ou pressão da vedação) deve ser aplicada e mantida. Para garantir que os flanges permaneçam no lugar, eles geralmente são aparafusados ​​com uma junta entre as faces do flange para formar uma vedação hermética. Uma das vedações comumente usadas para esta vedação é uma mola prato, um tipo de mola.

Tipos comuns de flanges e seus usos

Tipos de flange

A escolha do flange certo para o seu sistema de tubulação ou para a finalidade de conexão pretendida ajudará a garantir um desempenho confiável, longa vida útil e custo acessível. Abaixo estão os tipos de flange comuns e seus usos.

Flanges soldados

Os flanges de solda de soquete têm uma conexão onde você insere o tubo no flange, semelhante às conexões de encaixe. Uma solda de filete multicamadas ajuda a proteger a conexão. Isso torna os flanges de solda de encaixe ideais para diâmetros de tubos menores em baixas temperaturas e baixa pressão. Portanto, esses flanges eliminam as limitações das extremidades roscadas, tornando esse formato mais fácil de configurar do que outros flanges soldados.

Flanges sobrepostas

Flanges sobrepostos

As conexões do flange sobreposto são construídas em duas partes e a conexão do flange é feita soldando a extremidade do eixo ao tubo ou conexão e usando um flange de suporte. Devido ao seu design, este formato é frequentemente utilizado em sistemas com dimensões limitadas ou sistemas que requerem desmontagem e manutenção frequentes.

Flanges cegos

Flanges cegos são simplesmente discos cegos que se aparafusam facilmente e são usados ​​para isolar ou terminar sistemas de tubulação. Quando colocados corretamente e usados ​​com as gaxetas apropriadas, eles podem criar uma excelente vedação que pode ser facilmente removida, se necessário.

Flanges de pescoço soldado

Os flanges de pescoço soldado, assim como as conexões de flange sobrepostas, devem ser soldados ao eixo a ser instalado. No entanto, sua confiabilidade os torna uma opção popular para tubulações de processo. Eles também funcionam muito bem em sistemas de múltiplas folhas repetidas, tornando-os ideais para sistemas de alta temperatura e pressão.

Flanges deslizantes

Os flanges deslizantes são amplamente utilizados e estão disponíveis em uma variedade de tamanhos para suportar sistemas com maiores vazões e volumes. Tudo o que você precisa fazer é combinar o diâmetro externo do tubo com o flange. O flange deve estar bem preso ao tubo em ambos os lados, o que torna a instalação um pouco mais técnica.

flanges roscadas

Esta versão, também conhecida como parafuso de flange, possui uma rosca dentro do orifício do flange que corresponde à rosca externa do tubo ou conexão. A conexão roscada significa que o trabalho de soldagem pode ser dispensado em muitas aplicações. Para usar flanges roscados, é melhor que a rosca corresponda aos tubos que você deseja conectar.

Flange de soldagem de pescoço longo

Flanges de soldagem de pescoço longo

Flanges de pescoço de solda longos, também chamados de flanges integrais, indicam que o pescoço de um flange de pescoço de solda é extremamente longo. O flange do pescoço soldado geralmente tem um pescoço cônico e uma extremidade chanfrada que é acoplada ao tubo correspondente.

Flanges de orifício

Ao usar orifícios ou bocais de fluxo, são usados ​​flanges de orifício em vez dos flanges de tubo típicos. O principal objetivo disso é medir a rapidez com que gases ou líquidos se movem através da tubulação correspondente.

Tipos especiais de flanges que você precisa conhecer

Flanges especiais são tipos de flange adequados para uso em uma ampla variedade de ambientes. Isso também inclui tipos de flange com uma ampla variedade de usos possíveis. Os tipos de flange especiais incluem:

  • Flanges de expansão
  • Flanges Nipo
  • reduzindo flanges
  • Flanges de cubo alto
  • Flanges de anel
  • Flanges macho e fêmea
  • Flanges soltas
  • Flanges cegos para óculos

Outro lado de um flange para conectar

O tipo de superfície do flange é um conceito importante a ser considerado ao selecionar flanges. Isso ocorre porque o tipo de face do flange determina o tipo de junta necessária para a instalação e o tipo de vedação que ela cria.

superfície do flange

As diferentes superfícies de um flange estão listadas abaixo.

Superfície Elevada (RF)

Esses flanges possuem uma vedação no círculo interno do furo e uma pequena porção elevada ao redor do furo. Existem flanges com superfícies de vedação aumentadas para diferentes faixas de pressão e temperatura. Além disso, os flanges RF são o formato de flange mais comumente usado nas indústrias química e de petróleo e gás.

Rosto Masculino e Feminino (M&F)

Para manter a junta no lugar, esses flanges possuem partes elevadas e ranhuras correspondentes. Porém, a vedação é mantida no lado fêmea, permitindo um posicionamento mais preciso e uma gama mais ampla de materiais.

Língua e sulco (T&G)

As ranhuras e áreas elevadas destes flanges correspondem às dos flanges macho e fêmea. Isto facilita a instalação, pois o design promove o autoalinhamento dos flanges e cria um reservatório para o adesivo de vedação.

Face plana

Como o nome sugere, os flanges planos têm uma superfície plana e plana. Eles também apresentam uma vedação de superfície completa que cobre a maior parte da superfície do flange.

Superfície articular anular (RTJ)

Este tipo de superfície, utilizada em aplicações de alta pressão e temperatura, apresenta um entalhe no qual é inserida uma junta metálica para manter a vedação.

Dimensões do flange e considerações para garantir tamanhos corretos

Ao projetar, manter ou melhorar um sistema de tubulação, os flanges provavelmente serão influenciados pelo tamanho do flange. Para garantir que o flange tenha o tamanho correto, você precisa considerar como ele se conectará ao tubo e quais vedações serão usadas. Aqui estão algumas considerações ao selecionar as dimensões do flange.

  • Espessura: Ao selecionar um flange, é melhor considerar a espessura – a espessura da borda externa de montagem.
  • Tamanho normal do furo: Mede o diâmetro interno das conexões do flange
  • Diâmetro do círculo do parafuso: Medido de centro a centro, esta é a distância entre os orifícios dos parafusos em lados opostos.
  • Tamanho do tubo: Um tamanho de tubo ideal para o flange que está sendo usado.

Abaixo você encontrará tabelas com as dimensões dos flanges.

Tabela de dimensões de flange classe 150

Tabela de dimensões de flange classe 300

Tabela de dimensões de flange classe 400

Tabela de dimensões de flange classe 600

Padrões e marcações de flange

Os projetos de flanges estão sujeitos às normas internacionais ASME B16.5 e B16.47, que facilitam a comparação. Esses padrões foram desenvolvidos pela Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME).

Todos os flanges devem possuir marcações para facilitar a substituição ou inspeção de peças existentes. Normalmente, essas marcas estão localizadas na borda externa do flange.

Marcações de flange

Esses indicadores também seguem uma hierarquia rígida:

  • Logotipo ou código do fabricante
  • Código de material ASTM
  • Qualidade dos materiais
  • Área de aplicação da classe pressão-temperatura
  • Tamanho
  • A Espessura (Linha do Tempo)
  • Índice de calor
  • perfuração
  • Quaisquer identificadores especiais, como B. QT para pagamento ou W para reparo de soldagem

Processo de usinagem de peças de flange

O processo de usinagem de peças de flange inclui diversas etapas, desde a seleção do material até o acabamento superficial. Abaixo está o processo de usinagem para produzir flanges de alta qualidade.

Flanges de aço inoxidável

Seleção de materiais

Selecionar os materiais corretos do flange é o primeiro passo no processo de usinagem. Os materiais mais populares para fazer flanges são ligas de aço, aço carbono ou aço inoxidável. No entanto, o material ideal depende frequentemente dos requisitos de temperatura, pressão e resistência à corrosão da aplicação.

Corte e modelagem de materiais

Uma vez selecionado, o material é fatiado e modelado. Grandes placas de metal são cortadas em pedaços menores para obter o tamanho certo para o flange. As peças fabricadas são então aquecidas à temperatura correta para prepará-las para processamento posterior.

Tratamento térmico

Dependendo do material e do uso pretendido de um flange, os flanges podem passar por processos de tratamento térmico, como recozimento, têmpera ou revenido. O tratamento térmico melhora as propriedades mecânicas do flange enquanto aumenta sua resiliência, tenacidade e resistência ao desgaste e à corrosão.

Formação e forjamento

O processo de aquecimento torna os componentes metálicos maleáveis, facilitando o desenvolvimento do formato correto do flange. Os maquinistas usam vários métodos para forjar o flange, incluindo forjamento a quente e a frio. O forjamento a frio envolve a formação do metal à temperatura ambiente, enquanto o forjamento a quente envolve a formação de material/metal aquecido sob alta pressão.

flange de usinagem

edição

Após o corte e modelagem iniciais, o flange é usinado para obter tolerâncias precisas e refinar suas dimensões. Este processo inclui o planejamento de superfícies de vedação, chanframento de bordas e furos para conexões aparafusadas. Máquinas CNC (Controle Numérico Computadorizado) são frequentemente usadas para usinagem automatizada e precisa.

Acabamento de superfície

Os flanges podem passar por acabamento superficial, como retificação ou polimento, para atingir a suavidade desejada, eliminar defeitos superficiais e melhorar sua aparência geral.

Inspeção e controle de qualidade

O controle de qualidade é uma etapa importante na produção de flanges. Os flanges passam por um processo de testes completo para garantir que atendam aos padrões e especificações apropriados. Os testes de controle de qualidade incluem testes de medição, análises de superfície e métodos de teste não destrutivos, como ultrassom ou análise de partículas magnéticas.

Concluindo

A fabricação ou usinagem de flanges envolve vários processos para alcançar a melhor qualidade. Existem também normas que regulamentam sua produção, bem como marcações que auxiliam na verificação em caso de substituição ou fabricação. Além disso, existem diferentes tipos deste componente e todos eles têm suas utilizações específicas e específicas.

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Perguntas frequentes

Quais materiais são ideais para a produção de flanges?

Os materiais comuns usados ​​para fazer flanges incluem aço carbono, ferro fundido, ligas de níquel, aço inoxidável, bronze, latão e alumínio.

Quais são as especificações dos flanges?

Os flanges padrão são cobertos pelas especificações ASME B16.5 e ASME B16.47, enquanto os flanges de aço europeus são cobertos pela especificação EN 1092-1.

Quando é melhor usar uma conexão flangeada?

Em situações de alta pressão, conexões de flange maiores simplificam a instalação do que usar muitas conexões grandes. As conexões de flange também apresentam um arranjo sem folga, tornando-as fáceis de desconectar e reconectar para manter as conexões do coletor, dos tubos e das mangueiras.

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