O que é uma Flange de Junta Sobreposta?
Uma flange de junta sobreposta consiste em dois componentes separados: um anel solto que desliza sobre o tubo e uma extremidade de topo fabricada separadamente que é soldada ao tubo. A extremidade de topo fornece a superfície de vedação da junta, enquanto o anel fornece a força de aperto. O anel permanece livre para girar ao redor do tubo, o que significa que os furos dos parafusos podem ser alinhados independentemente da orientação do tubo. Nenhuma soldagem é realizada no próprio anel da flange, o que permite que o anel e a extremidade de topo sejam feitos de materiais diferentes para otimização de custos.
Design e Dimensões
As dimensões do anel seguem a norma ASME B16.5 para tamanhos de NPS 1/2 a 24. O anel tem face plana em ambos os lados, sem face elevada, pois a superfície de vedação é fornecida pela extremidade de topo. O diâmetro interno do anel é maior que o diâmetro externo do tubo para fornecer folga para rotação livre. A espessura do anel corresponde às dimensões padrão da flange para cada classe de pressão. A extremidade de topo fornece a superfície de vedação com face elevada e atua como suporte para o anel se apoiar durante o aperto dos parafusos.
| NPS | DE do Anel (pol) | Espessura do Anel (pol) | DI do Anel (pol) | Espessura do Revestimento da Extremidade de Topo (pol) |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 6,00 | 0,69 | 3,06 | 0,44 |
| 4 | 9,00 | 0,94 | 5,31 | 0,56 |
| 6 | 11,00 | 1,00 | 7,56 | 0,62 |
| 8 | 13,50 | 1,12 | 9,69 | 0,69 |
| 10 | 16,00 | 1,19 | 12,00 | 0,75 |
| 12 | 19,00 | 1,25 | 14,38 | 0,81 |
Tipos de Extremidade de Topo
Existem dois designs padrão de extremidade de topo conforme a norma ASME B16.9. Tipo A é um padrão curto com cubo reto projetado para solda de topo no tubo. Tipo B é um padrão longo com cubo cônico que proporciona uma transição de tensão mais suave, semelhante a uma flange de pescoço soldado. O furo da extremidade de topo é usinado para corresponder à espessura da parede do tubo, e a espessura do revestimento fornece a superfície de contato da junta. Um raio na transição do revestimento para o cubo reduz a concentração de tensão neste ponto crítico.
Classificações de Pressão
A classificação de pressão de um conjunto de junta sobreposta é limitada pelo material e design da extremidade de topo, e não pelo anel. Como o anel não entra em contato com o fluido do processo, ele pode ser feito de um material de qualidade inferior ao da extremidade de topo. Flanges de junta sobreposta geralmente não são usadas acima da Classe 600, porque o design de duas peças tem menos rigidez do que flanges de uma peça. A classificação de temperatura segue os limites do material da extremidade de topo, que podem ser maiores que os limites do material do anel, pois o anel opera a uma temperatura menor que o fluido do processo.
Materiais
O design de duas peças permite uma otimização significativa de custos através da seleção de materiais. O anel pode ser feito de um material menos caro, como aço carbono, mesmo quando o sistema de tubulação usa ligas caras. O material da extremidade de topo corresponde ao material do tubo para manter a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas. Materiais comuns para o anel incluem aço carbono ASTM A105, aço carbono para baixa temperatura A350 LF2 e aço inoxidável A182 F304/F316. Os materiais da extremidade de topo correspondem à especificação do material da tubulação, que pode incluir duplex, liga de níquel ou outros graus especiais.
Aplicações
Flanges de junta sobreposta são ideais para sistemas de tubulação que exigem desmontagem frequente para limpeza e inspeção, como em plantas químicas e de processamento de alimentos. São comumente usadas em aplicações onde o alinhamento dos furos dos parafusos seria difícil com flanges fixas. Sistemas de tubulação revestidos com vidro ou plástico frequentemente usam flanges de junta sobreposta para evitar soldagem no tubo revestido. Sistemas que usam materiais de tubo caros se beneficiam da economia de custos ao usar um material de anel menos caro. Águas de resfriamento e serviços utilitários que exigem manutenção periódica também são aplicações comuns.
Junta Sobreposta vs Outros Tipos de Flange
A principal vantagem das flanges de junta sobreposta é a eliminação de problemas de alinhamento dos furos dos parafusos durante a instalação. O anel giratório pode ser posicionado para corresponder a qualquer padrão de parafusos sem girar o tubo. O design de duas peças também reduz o custo ao misturar graus de material. No entanto, flanges de junta sobreposta têm menos resistência e rigidez do que flanges de uma peça e apresentam mais possíveis caminhos de vazamento devido à junta separada da extremidade de topo. Elas também exigem um comprimento total de montagem maior em comparação com flanges deslizantes devido ao design da extremidade de topo.
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