Introdução a Tubulações Industriais

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Tubulações Industriais
CLASSIFICAÇÃO
Os principais tipos de materiais para tubos:
Os principais tipos de materiais para tubos:
CLASSIFICAÇÃO
Processo industrial de fabricação de tubos:
Tubos sem costura
Laminação
Extrusão
Fundição
Tubos com costura - Fabricação por solda
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos por LAMINAÇÃO:
� Lingote aquecido a 
1.200ºC;
� Utiliza laminador 
obliquo (rolos duplos 
cônicos);
� 1ª passagem têm 
paredes grossas;
� 2ª passagem afina as 
paredes;
� Calibragem de 
diâmetros e alisamento 
das superfícies.
FABRICAÇÃO
LAMINADOR CALIBRADOR:
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos por EXTRUSÃO:
� Um tarugo cilíndrico maciço do material, em estado
pastoso, é colocado em um recipiente de aço debaixo
de uma poderosa prensa.
� Para qualquer aço, a temperatura de serviço é cerca
de 1.200ºC.
� As prensa são sempre verticais e o esforço pode
chegar a 15MN (aproximadamente 1.500t).
� Fabricam-se tubo de pequeno diâmetro (abaixo de
80mm) e tubos de alumínio, cobre, latão, chumbo,
além de outros metais não-ferrosos e materiais
plásticos.
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos por EXTRUSÃO:
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos por FUNDIÇÃO:
� O material em estado líquido é despejado em
moldes especiais para solidificação;
� Fabricam-se por esse processo tubo de ferros
fundidos, de alguns aços especiais não forjáveis e
da maioria dos materiais não metálicos.
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos COM COSTURA:
� Fabricam-se tubos de aço-carbono, aço-liga, aço
inoxidável e ferro forjado, em toda a faixa de
diâmetros usuais na indústria.
� Existem duas disposições da costura soldada:
longitudinal e helicoidal.
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos COM COSTURA:
� Costura helicoidal:
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos COM COSTURA:
� Costura helicoidal:
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos COM COSTURA:
� Costura longitudinal:
� A matéria-prima pode ser uma bobina de chapa
enrolada, ou chapas planas avulsas.
� Na fabricação a partir de chapas planas
avulsas, a conformação pode ser feita em
prensas ou calandras.
� Para diâmetros de tubos até 760mm, a chapa é
calandrada no sentido longitudinal.
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos COM COSTURA:
� Costura longitudinal:
� Para diâmetros maiores, no sentido transversal,
porque a maior largura comercial de chapas de
aço é 2,44m.
� A soldagem é feita em seguida, exigindo a
forma ASME B.31 que a solda seja de topo.
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos COM COSTURA:
� Costura longitudinal:
FABRICAÇÃO
Fabricação de tubos COM COSTURA:
� Costura longitudinal:
FABRICAÇÃO
MATERIAIS
TUBOS DE AÇO CARBONO
� É o mais utilizado nas indústrias de forma geral,
podendo alcançar valores superiores a 90% das
tubulações.
� Emprega-se o aço carbono para água doce, vapor
de baixa pressão, condensado, ar comprimido,
óleos, gases e outros fluidos poucos corrosivos,
em temperatura desde -45°°°°C, e a qualquer
pressão.
� As propriedades do aço carbono são fortemente
influenciadas por sua composição química e pela
temperatura.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇO CARBONO
� Os aços para tubos a quantidade de carbono é
limitada em 0,35%, sendo que até 0,30% de C a
solda é bastante fácil, e até 0,25% de C os tubos
podem ser facilmente dobrados a frio.
� A resistência mecânica do aço carbono começa a
sofrer redução em temperaturas superiores a
400°°°°C, em função do tempo, devido ao
fenômeno de deformações permanentes por
fluência.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇO CARBONO
� As deformações por fluência serão tanto maiores
e mais rápidas quanto mais elevada for a
temperatura, maior for a tensão do material e
mais longo for o tempo exposto à alta
temperatura.
MATERIAIS
O QUE É FLUÊNCIA?
É uma deformação plástica que ocorre num
material, sob tensão constante ou quase constante,
em função do tempo.
A temperatura tem um papel importantíssimo
nesse fenômeno.
Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da
deformação.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇO CARBONO
É recomendado os seguintes limites máximos de
temperatura para tubulações de aço carbono:
� Tubulações principais, serviço contínuo: 450ºC.
� Tubulações secundárias, serviços contínuo:
480°°°°C.
� Máximos eventuais de temperatura, de curta
duração e não coincidentes com grandes esforços
mecânicos: 520ºC.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇO CARBONO
O aço carbono apresenta uma transição de
comportamento de dúctil para frágil em baixas
temperaturas, ficando sujeito à fraturas frágeis
repentinas, com perda total do equipamento.
De um modo geral, não se empregam aços carbono
para serviços em que possam ocorrer temperaturas
inferiores a -45°°°°C, ainda que sejam
eventuais ou de curta duração.
Na faixa de zero a -45°°°°C pode-se usar aço
carbono dentro de determinado requisitos.
MATERIAIS
ESPECIFICAÇÃO DE TUBOS DE AÇO CARBONO
As principais especificações norte americana para
tubos de aço carbono são:
� Especificações da ASTM (American Society for
Testing and Materials).
� Especificações do API (American Petroleum
Institute).
A exigência da especificação também se aplica aos
outros componentes da tubulação, tais como
válvulas, acessórios diversos, flanges, parafusos
etc.
MATERIAIS
ESPECIFICAÇÃO DE TUBOS DE AÇO CARBONO
API 5LX : Os graus A e B, das especificações A53,
A106, A135 e API-5L, e o grau C, da especificação
A106, têm os seguintes valores:
OBS:
Conforme norma ASME
B.31.3, estes tubos não
devem ser empregados
para temperaturas
superiores a 200°°°°C.
MATERIAIS
ESPECIFICAÇÃO DE TUBOS DE AÇO CARBONO
API 5LX : Especificação para tubos com ou sem
costura, de aços-carbono de alta resistência,
especial para oleodutos e gasodutos.
OBS: Para tubulações com diâmetro nominal até 2”, prefere-se
usar os tubos de grau A, que são mais facilmente dobrados a
frio; para diâmetros nominal de 3” ou maior, prefere-se usar
tubos de grau B, que possui maior resistência mecânica.
MATERIAIS
AÇOS-LIGA E AÇOS INOXIDÁVEIS
São todos os aços que possuem qualquer
quantidade de outros elementos.
Dependendo da quantidade total de elementos
de liga, distinguem-se:
• AÇOS DE BAIXA LIGA - com até 5%;
• AÇOS DE LIGA INTERMEDIÁRIA - entre 5
e 10%;
• AÇOS DE ALTA LIGA - com mais de 10%.
MATERIAIS
AÇOS-LIGA E AÇOS INOXIDÁVEIS
Os aços inoxidáveis são os que contém pelo
menos 12% de cromo.
Todos os tubos de aço-liga são mais caros que os
do tipo aço-carbono.
MATERIAIS
AÇOS-LIGA E AÇOS INOXIDÁVEIS
MATERIAIS
AÇOS-LIGA E AÇOS INOXIDÁVEIS
Os principais casos em que se justifica o emprego
de aços especiais são:
a) Altas temperaturas: acima do limite de uso do
aço carbono.
b) Baixas temperaturas: abaixo de -45ºC.
c) Alta corrosão: caso de fluidos corrosivos.
d) Exigência de não-contaminação: produtos
alimentares e farmacêuticos.
e) Segurança: fluidos perigosos, inflamáveis,
tóxicos.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇOS-LIGA
Duas classes de aços-liga são importantes como material
para tubulações:
a) Aços-liga molibdênio e cromo-molibdênio:
contém até 1% de Mo e até 9% de Cr, em diversas
proporções, sendo materiais ferríticos, específicos para
emprego em temperaturas elevadas.
b) Aços-liga níquel: os aços-liga contendo níquel são
materiais específicos para uso em temperaturas muito
baixas, sendo a temperatura limite tanto mais baixa
quanto maior for a quantidade de níquel.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS
1) AUSTENÍTICOS:
Contém basicamente 16% a 26% de Cr e 6% a 22% de
níquel.
Apresentam uma extraordinária resistência à fluência e à
oxidação, tendo temperaturas de utilização mais elevadas.
Mantém o comportamento dúctil mesmo em temperaturas
extremamente baixas.
São utilizadas em serviços para temperaturasmuito
elevadas, muito baixas, corrosivos oxidantes, produtos
alimentares e farmacêuticos etc.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS
2) FERRÍTICOS:
Apresentam menor resistência à fluência e a corrosão em
relação aos austeníticos.
Possuem menor temperatura de início de oxidação, sendo
por isso mais baixas as temperaturas limites de uso.
São materiais mais baratos do que os austeníticos e
menos sujeitos aos fenômenos de corrosão por pites e sob
tensão.
São difíceis de soldar e não são adequados a serviços de
baixa temperaturas.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS
2) FERRÍTICOS:
exemplo da corrosão por pite:
MATERIAIS
TUBOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS
Corrosão sob tensão (CST)
CST = tensões mecânicas (residuais ou aplicadas)
+
ambiente agressivo
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Estão definidos pela norma americana ANSI
B.36.10 e para os tubos de aços inoxidáveis pela
norma ANSI B.36.19.
São designados por um número chamado “diâmetro
nominal IPS” ou “bitola nominal”.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
A norma ANSI B.36.10 abrange tubos com
diâmetros nominais de 1/8” até 36” e a norma
ANSI B.36.19 abrange tubos de 1/8” até 12”.
De 1/8” até 12” o diâmetro nominal não
corresponde a nenhuma dimensão física dos tubos.
De 14” até 36”, o diâmetro nominal coincide com o
diâmetro externo dos tubos.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Para cada diâmetro nominal fabricam-se tubos com
várias espessuras de parede, denominadas “séries”
(schedule).
Para cada diâmetro nominal, o diâmetro externo é
sempre o mesmo, variando apenas o diâmetro
interno, que será tanto menor quanto maior for a
espessura do tubo.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Ex. seções transversais em tubos de 1” de diâmetro
nominal.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Os diâmetros nominais padronizados pela norma
ANSI B.36.10 vão de 1/8” até 36”.
Os tubos de diâmetros acima de 36” não são
padronizados, sendo fabricados apenas por
encomenda, e somente com costura.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
A normalização dimensional das normas ANSI
B.36.10 e 36.19 foi adotada pela norma brasileira
P-PB-225, da ABNT.
Para tubos sem costura os comprimentos nunca são
fixos, variando na prática entre 6 e 10m, embora
existam tubos com comprimento de até 18m.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Os tubos de aço são fabricados com três tipos de
extremidade, de acordo com o sistema de ligação a
ser utilizado.
• Pontas lisas, simplesmente esquadrejadas;
• Pontas chanfradas, para uso com solda de topo;
• Pontas rosqueadas (API-5B e ANSI ASME
B.1.20.1).
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Tipos de extremidades de tubos de aço:
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Antes da norma ANSI B.36.10 os tubos de cada
diâmetro nominal eram fabricados em três
espessuras diferentes:
• Peso normal (Standard – S);
• Extraforte (Extra-strong – XS);
• Duplo extra-forte (Double extra-strong –
XXS).
Apesar de obsoletas, estas designações ainda são
recorrentes.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Para tubos de peso normal até 12”, o diâmetro
interno é aproximadamente igual ao diâmetro
nominal.
Pela norma ANSI B.36.10 foram adotadas as
“séries” (schedule number), para designar a
espessura (ou peso) dos tubos.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
O número de série é um número obtido
aproximadamente pela seguinte expressão:
Série = 1000 . P / S
Onde:
P = pressão interna de trabalho em psig.
S = tensão admissível do material em psi.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
A norma ANSI B.36.10 padronizou as séries 10, 20,
30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160.
A série 40 corresponde ao antigo “peso normal” nos
diâmetros até 10”, e são as espessuras mais
comumente usadas na prática, 3” ou maiores.
Para os tubos acima de 10”, a série 40 é mais
pesada do que o antigo peso normal.
MATERIAIS
DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS
Para os tubos até 8”, a série 80 corresponde ao
antigo XS.
Fabricam-se ainda tubos até 8” com a espessura
XXS, que não têm correspondente exato em
número de série, sendo próxima da 160.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇO FABRICADOS NO BRASIL
TUBOS SEM COSTURA:
tubos pretos com pontas lisas ou chanfradas, de
½” a 14” de diâmetro nominal.
TUBOS COM COSTURA DE SOLDA LONGITUDINAL
POR ARCO SUBMERSO:
tubos pretos com pontas chanfradas, de 12” a 48”
de diâmetro nominal, e espessura de até 25mm.
MATERIAIS
TUBOS DE AÇO FABRICADOS NO BRASIL
TUBOS COM COSTURA DE SOLDA LONGITUDINAL
POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA:
tubos pretos, com pontas lisas, chanfradas ou
rosqueadas de diâmetro até 18”f.
TUBOS COM COSTURA DE SOLDA HELICOIDAL:
tubos pretos, com pontas chanfradas, de 24” a
72”f.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
São diversos meios, utilizados para conectar tubos,
que servem não só para ligar os tubos às válvulas,
às conexões e demais acessórios de tubulação, e
aos equipamentos.
• Ligações rosqueadas.
• Ligações soldadas.
• Ligações flangeadas.
• Ligações de ponta e bolsa.
• Outros sistemas de ligação: ligações de
compressão, ligações patenteadas etc.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES ROSQUEADAS: É o meio mais antigo.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES ROSQUEADAS:
� Em tubos de pequeno diâmetro são de baixo
custo e de fácil execução.
� O diâmetro nominal máximo de uso corrente é
de 2”, embora existam peças de até 4”.
� As roscas são cônicas, de forma que com o
aperto, há interferência entre os fios da rosca,
garantindo a vedação.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES ROSQUEADAS:
� São empregadas quando se deseja que a ligação
seja facilmente desmontável.
� Esse tipo enfraquece a parede dos tubos, dessa
forma se utiliza sempre tubos de parede grossa.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS
Tem as seguintes vantagens:
� Resistência mecânica boa (quase sempre
equivalente à do tubo inteiro).
� Estanqueidade perfeita e permanente.
� Boa aparência.
� Facilidades na aplicação de isolamento térmico e
de pintura.
� Nenhuma necessidade de manutenção.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS
Já as desvantagens, bem menos importante, são:
� Dificuldade de desmontagem da tubulação;
� Necessita de mão-de-obra específica;
� Cuidados especiais com segurança (explosões,
incêndios, e outros).
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS
A mais utilizada é a solda por fusão, com adição de
eletrodo.
� Solda de topo, e
� Solda de encaixe
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS – SOLDA DE TOPO
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS – SOLDA DE TOPO
É o sistema mais utilizado para as ligações entre
tubos de 2”, ou maiores, em tubulações de qualquer
tipo de aço.
Pode ser empregada em toda a faixa usual de
pressões e temperaturas, inclusive para serviços
severos.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS – SOLDA DE TOPO
São também empregadas em tubos de metais
não-ferrosos soldáveis, usando-se solda elétrica e
consumíveis do mesmo material dos tubos.
Podem ainda ser utilizadas em tubos de materiais
termoplásticos.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS – SOLDA DE ENCAIXE
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS – SOLDA DE ENCAIXE
É utilizado na maioria dos tubos industriais com
diâmetros até 1 1/2”, inclusive, em toda faixa usual
de pressões e de temperatura.
É empregada também em tubos de 4”, de
materiais não-ferrosos e de plásticos.
As varas de tubos são ligadas uma às outras por
meio de luva ou de uniões, semelhante às peças
usadas nas ligações rosqueadas.
Os tubos são soldados nas luvas ou uniõescom
um único cordão externo de solda em ângulo.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES SOLDADAS – SOLDA DE ENCAIXE
As varas de tubos são ligadas uma às outras
por meio de luva ou de uniões, semelhante às peças
usadas nas ligações rosqueadas.
Os tubos são soldados nas luvas ou uniões com
um único cordão externo de solda em ângulo.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES FLAGEADAS:
É composta de dois flanges, um jogo de parafusos
ou estojos com porca e uma junta de vedação.
Como regra geral, deve-se utilizar o menor
número possível por ser ponto de possível
vazamento e devido ao seu custo.
Os flanges podem ser integrais com o tubo, ou
independentes, soldados ou rosqueados ao tubo.
A série padronizada de flanges é definida pela
norma ASME B.16.5.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES FLAGEADAS:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES FLAGEADAS:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÕES FLAGEADAS:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange integral:
São utilizados apenas em alguns
casos raros de tubulações de ferro
fundido ou de alguns plásticos
laminados, sempre para diâmetros
de 2”, ou maiores.
É o tipo mais antigo de flange e
também o que é
proporcionalmente o mais
resistente.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange integral:
É o tipo mais antigo de flange
e também o que é
proporcionalmente o mais
resistente.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange de pescoço: É o mais utilizado para
quaisquer pressões e temperaturas, para
diâmetros de 2”, ou maiores.
De todos os flanges não integrais é o mais
resistente, com melhor transmissão de
esforços do flange para o tubo.
A montagem é mais cara devido
necessidade de Chanfros para solda.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange de pescoço:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange sobreposto: É mais barato e mais fácil
de instalar, porque a ponta do tubo encaixa
no flange, facilitando o alinhamento.
O flange é ligado ao tubo por duas soldas
em ângulo, uma interna e outra externa.
Só pode ser utilizado para tubulações em
serviços não severos, porque o aperto
admissível é bem menor.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange sobreposto:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange rosqueado: são usados apenas para
tubulações de metais não-soldáveis e para
algumas tubulações de materiais não
metálicos.
A norma ASME B.31.3. recomenda que
sejam feitas soldas de vedação entre o flange
e o tubo, quando em serviços perigosos.
O aperto permissível com esses flanges é
pequeno.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange rosqueado:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange de encaixe: É semelhante ao
sobreposto, porém é mais resistente e tem um
encaixe completo para a ponta do tubo,
dispensando a solda interna.
É usado na maioria das tubulações de
qualquer tipo de aço, em pequeno diâmetro,
até 1 ½”.
Devido à descontinuidade interna não se
recomendam para serviços com corrosão em frestas.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange de encaixe:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange solto: não ficam presos à tubulação, e
sim soltos, capazes de deslizar livremente
sobre o tubo.
A vantagem desses flanges é o fato de
ficarem completamente fora do contato com o
fluido circulante.
A resistência mecânica desses flanges é
bem inferior aos demais apresentados.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange solto:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Flange cego: são flanges fechados em forma
de disco, utilizados para extremidades de
linhas ou fechamento de bocais flangeados.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
TIPOS DE FLANGES:
Resumo:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
Face com ressalto: é o tipo de face mais
comum para flanges de aço, aplicável a
quaisquer condições de pressão e
temperatura.
O ressalto tem 2,0mm de altura para as
classes de pressão 150# e 300#(*), e 7mm de
altura para as classes de pressão mais
elevadas.
(*) 150# e 300# são classes de pressão (ratings)
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
Face com ressalto:
A seleção entre os
diversos tipos de
superfície do ressalto
depende basicamente do
tipo de junta adotada e
do serviço.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
plana: é o faceamento usual
nos flanges de ferro fundido
e de outros materiais
frágeis, como o plástico, por
exemplo.
O aperto da junta é muito
inferior ao obtido em
igualdade de condições com
a face anterior.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
plana: é o faceamento usual
nos flanges de ferro fundido
e de outros materiais
frágeis, como o plástico, por
exemplo.
O aperto da junta é muito
inferior ao obtido em
igualdade de condições com
a face anterior.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
plana:
Os flanges de face plana
podem ter o acabamento de
face lisa ou ranhurada. O
acabamento mais comum
são as ranhuras
espiraladas, para juntas não
metálicas.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
plana:
Os flanges de face plana podem ter o
acabamento de face lisa ou ranhurada.
O acabamento mais comum são as
ranhuras espiraladas, para juntas não
metálicas.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
Face para junta anel:
é usado em flanges de
aço para serviços severos,
de altas pressões e
temperaturas, como por
exemplo, vapor, HC.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
A face desses flanges tem um rasgo circular
profundo de seção trapezoidal, onde se
encaixa uma junta em forma de anel metálico.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
Face para junta anel:
FACEAMENTO DOS FLANGES:
A dureza da face dos fanges deve ser sempre
superior à do anel metálico da junta, recomendando-
se para aço carbono dureza 120 Brinell.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
Face de macho e fêmea:
Bem mais raros do que os
anteriores, são usados para
serviços especiais com
fluidos corrosivos.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
Face de macho e fêmea:
FACEAMENTO DOS FLANGES:
Com esses tipos de faceamentos, os flanges que
acoplam entre si são diferentes um do outro.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
Face de flange com virola:
Aplica-se somente aos
flanges soltos, que
trabalham junto com uma
virola.
FACEAMENTO DOS FLANGES:
A face do flange deve ter a borda interna
arredondada e não precisa ter acabamento
fino, porque o assentamento da junta de
vedação fica na face da virola.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
Idealmente todos os flanges deveriam ser de
construção forjada.
Devido ao alto custo e à dificuldade de obtenção
no Brasil de forjados grandes, podem-se permitir
outras alternativas para os flanges de 10 a 12”, ou
maiores, tais como flanges de pescoço e sem
pescoço.
O emprego de flanges de aço fundido é
desaconselhável para quaisquer tubulações.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
exemplo de fabricação por forjamento (biela
automotiva):
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
Exemplo de
flange sendo
forjada:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
Exemplo de
flange forjada:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
Para flanges de aço forjado, são as seguintes as
principais especificações de material da ASTM:
A-181:flanges forjados de aço-carbono para
uso geral.
A-105: idem, de aço-carbono acalmado com
Si, para temperaturas elevadas.
A-182: idem, de aços-liga Mo, Cr-Mo e de
aços inoxidáveis.
A-350: idem, de aço-carbono e de aços-liga
Ni para baixas temperaturas.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
Os flanges são sempre designados pelo diâmetro
nominal do tubo a que se destinam. Ex. um flange de
8” significa um flange apropriado para tubo de 8” de
diâmetro nominal.
Essa mesma observação aplica-se a todos os
demais acessórios e componentes de tubulações.
A norma dimensional de uso mais generalizado
aqui no Brasil é a ASME B.16.5, que abrange flanges
de aço forjado, de todos os tipos, nos diâmetros
nominais até 24”.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
A norma ASME B.16.5 define sete séries de
flanges, denominadas de “classe de pressão” e
designadas pelo números adimensionais 150#,
300#, 400#, 600#, 900#, 1500# e 2500#.
Essas sete classes de pressão nominal abrangem
todos os tipos de flanges, desde o diâmetro nominal
½” até 24”, com algumas exceções.
Para cada uma dessas classes de pressão tem-se,
para cada material, uma curva de interdependência
entra a pressão admissível e temperatura.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
A norma B.16.5 estabelece, para cada diâmetro
nominal e cada classe de pressão, todas as
dimensões dos flanges.
Desta forma, todos os flanges de mesmo
diâmetro nominal e mesma classe de pressão terão
suas dimensões iguais e se adaptarão ao mesmo
tubo.
Terão, entretanto, pressões admissíveis
diferentes para a mesma temperatura, se forem de
materiais diferentes.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
FABRICAÇÃO, MATERIAIS E NORMALIZAÇÃO DE
FLANGES DE AÇO:
Na prática, em cada caso, a seleção do flange
normalizado adequado a cada aplicação é feita
simplesmente pela consulta a essas curvas da
normas, em função do material do flange e da
temperatura e pressão de projeto da tubulação.
Os flanges do tipo anel não são normalizados por
nenhuma norma e terão de ser calculados
especialmente em cada caso.
No Brasil fabricam-se flanges de aço de acordo
com a norma ASME B.16.5 de 1” até 24”, nas classes
150# até 2500#.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
Quando em serviço, a junta está submetida a uma
forte compressão provocada pelo aperto dos
parafusos, e também a um esforço de cisalhamento,
devido à pressão interna do fluido circulante.
Para que não haja vazamento através da junta é
necessário que a pressão exercida pelos parafusos
seja bem superior à pressão interna do fluido.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
Cargas de união flangeadas:
� Força Radial: É originada pela pressão interna e
tende a expulsar a junta.
� Força de separação: É também originada pela
pressão interna e tende a deparar os flanges
� Força dos parafusos: É a força total exercida pelo
aperto dos parafusos
� Carga do flange: É a força que comprime os flanges
contra a junta. Inicialmente é igual a força dos
parafusos, após a pressurização do sistema é igual
a força dos parafusos menos a força de separação
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
A junta também deverá ser suficientemente
deformável e elástica para se moldar às
irregularidades das superfícies dos flanges,
garantindo a vedação.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
O material das juntas deverá
ainda resistir à ação corrosiva do
fluido, bem como a toda faixa
possível de variação de
temperaturas.
Com flanges de face com
ressalto usam-se juntas planas em
forma de coroa circular, cobrindo
apenas o ressalto dos flanges, por
dentro dos parafusos.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
As juntas para flanges de face plana cobrem a face
completa dos flanges, inclusive a furação dos
parafusos.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
Para os flanges de face tipo macho e fêmea, as
juntas são em forma de coroa circular estreita,
encaixando-se no fundo da ranhura.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
Com os flanges de face para junta anel usam-se
juntas de anel metálico maciço, geralmente de seção
oval, que se encaixam nos rasgos circulares dos
flanges.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES:
As juntas para flanges podem ser não-metálicas,
semimetálicas ou metálicas.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES (materiais):
� BORRACHA NATURAL
� BORRACHAS SINTÉTICAS
� PAPELÕES HIDRÁULICOS (FIBRA ARAMIDA)
� MATERIAIS PLÁSTICOS
� JUNTAS METÁLICAS FOLHEADAS ou EM ESPIRAL 
(MISTA)
� JUNTAS METÁLICAS
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS PARA FLANGES (materiais):
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS NÃO METÁLICAS:
� Borracha natural: usada para água, ar, condensado
até 60°°°°C.
� Borrachas sintéticas: usadas para óleos até 80°°°°C.
� Materiais plásticos: usados para fluidos corrosivos
em baixas pressões e temperatura ambiente.
� Papelão hidráulico: é um nome genérico para
designar diversas classes de juntas de amianto
comprimido grafitado com um material aglutinante.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS SEMIMETÁLICAS:
São constituídas de uma lâmina metálica, torcida
em espiral, com enchimento de amianto entra cada
volta.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS SEMIMETÁLICAS:
As juntas semimetálicas em espiral, que são
notáveis pela sua excelente elasticidade, costumam
ter um dispositivo de centralização para facilitar o
correto posicionamento dos flanges.
Para emprego com essas juntas, recomenda-se o
acabamento liso para a face dos flanges, com
rugosidade máxima de 0,003 mm (125 RMS).
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
JUNTAS METÁLICAS:
� Juntas metálicas folheadas: são juntas com uma
capa metálica, plana ou corrugada e enchimento de
amianto; a espessura da junta é de 2 a 3mm.
� Juntas metálicas maciças: são juntas metálicas com
faces planas ou ranhuradas. Usam-se essas juntas
com flanges de face com ressalto e de macho e
fêmea.
� Juntas metálicas de anel: são anéis metálicos
maciços de seção ovalada ou octogonal. As
dimensões do anel, que variam com o diâmetro e
com a classe de pressão nominal do flange, estão
padronizadas na norma ASME B.16.20.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
PARAFUSOS E ESTOJOS DE FLANGES:
Para a ligação de um flange no outro e aperto da
junta, empregam-se dois tipos de parafusos:
� Parafusos de máquina.
� estojos.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
PARAFUSOS PARA FLANGES:
� São parafusos cilíndricos com a cabeça integral
sextavada ou quadrada.
� A parte rosqueada nunca abrange todo o corpo do
parafuso.
� As dimensões do parafuso estão padronizadas na
norma ASME B.18.2 e as dimensões dos filetes de
rosca na norma ASME B.1.20.1.
� São designados pelo comprimento e pelo diâmetro
nominal da rosca.
� A norma ASME B.31.3 permite o uso de parafusos de
máquina de aço-carbono, para flanges até 300#.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
ESTOJOS PARA FLANGES:
� São barras cilíndricas rosqueadas com porcas e
contraporcas independentes;
� A parte rosqueada pode ou não abranger todo o
comprimento;
� Permitem melhor aperto do que os parafusos de
máquina, porque a parte mais fraca desse parafusos
é justamente a ligação do corpo com a cabeça.
� Os filetes de rosca dos estojos devem ser obtidos
por rolamento e não por corte (usinagem).
� São designados pelo comprimento total e pelo
diâmetro nominal da rosca.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
PARAFUSO E ESTOJOS PARA FLANGES:
O aperto dos parafusos de uma ligaçãoflangeada
traciona os parafusos, comprime a junta, e introduz
esforços de flexão nos flanges.
As normas fixam limites para a tensão de
escoamento do aço dos parafusos, para uso com
flanges de materiais de fraca resistência, como o ferro
fundido, por exemplo.
No aperto dos parafusos distingue-se o aperto
inicial e o aperto residual.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
PARAFUSO E ESTOJOS PARA FLANGES:
APERTO INICIAL:
Tem a finalidade de adaptar as juntas às faces do
flange, amoldando-a às imperfeições.
Valores do Aperto Inicial:
• Juntas de Borracha de 2,5 a 4 MPa
• Juntas de Papelão Hidráulico de 8 a 12 MPa
• Juntas Metálicas de 20 a 40 MPa
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
PARAFUSO E ESTOJOS PARA FLANGES:
APERTO RESIDUAL – Tem o objetivo de combater o
efeito da pressão interna (Pi) na tubulação
tendendo a separar os flanges.
(Valor do Aperto Residual 1,5 a 2 vezes Pi)
APERTO FINAL – Para compensar os efeitos de
dilatações devido a variações de temperatura
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
PARAFUSO E ESTOJOS PARA FLANGES:
Quando se tratar de estojo, as porcas
devem ficar preferencialmente a igual
distância das extremidades, deixando
passar para cada lado pelo menos um fio
de rosca, mas não mais que a metade da
extensão da porca.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÃO PONTA E BOLSA:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÃO PONTA E BOLSA:
São utilizadas em:
� Tubulações de Ferro Fundido;
� Tubulações de Barro Vidrado e Cimento Amianto;
� Tubulações de Concreto;
� Tubulações de Materiais Plásticos.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÃO PONTA E BOLSA:
A ponta lisa de um tubo encaixa-se dentro da bolsa
do outro tubo, no interior da qual se coloca o
elemento de vedação que servirá para dar
estanqueidade ao conjunto.
O elemento vedante deve ser elástico, ou ter
perfeita aderência ao tubo.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÃO PONTA E BOLSA:
Elemento de vedação usados conforme material:
Tubos de ferro fundido:
Anéis retentores de borracha ou de materiais
plásticos, que se alojam com pequena pressão
em um encaixe por dentro da bolsa.
Tubos de concreto ou de cimento-amianto:
Argamassa de cimento com anéis de borracha.
Tubos de barro vidrado:
Argamassa de cimento.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÃO PONTA E BOLSA:
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
LIGAÇÃO PONTA E BOLSA:
LIGAÇÕES CORRENTES 
AO LONGO DA 
TUBULAÇÃO
SERVIÇOS NÃO-
SEVEROS
DIÂMETRO ATÉ 4”
LIGAÇÕES ROSQUEADAS 
COM LUVAS
DIÂMETRO DE 6” ou
MAIORES
LIGAÇÕES DE SOLDA DE 
TOPO
SERVIÇOS SEVEROS
DIÂMETRO ATÉ 1½”
LIGAÇÕES DE SOLDA DE 
ENCAIXE COM LUVAS
DIÂMETRO DE 2” ou
MAIORES
LIGAÇÕES DE SOLDA DE 
TOPO
LIGAÇÕES NOS 
EXTREMOS DA 
TUBULAÇÃO ou ONDE 
FOR EXIGIDA 
FACILIDADE DE 
DESMONTAR
SERVIÇOS NÃO-
SEVEROS
DIÂMETRO ATÉ 4”
LIGAÇÕES ROSQUEADAS 
COM UNIÕES
DIÂMETRO DE 6” ou 
MAIORES
LIGAÇÕES FLANGEADAS 
COM FLANGES 
ROSQUEADOS ou 
SOBREPOSTOS
SERVIÇOS SEVEROS
DIÂMETRO ATÉ 1½” 
LIGAÇÕES DE SOLDA DE 
ENCAIXE COM FLANGES DE 
ENCAIXE
DIÂMETRO DE 2” ou 
MAIORES
LIGAÇÕES FLANGEADAS 
COM FLANGES DE PESCOÇO
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
OUTROS MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS:
� Ligações para tubos de plásticos;
� reforçados com fibras de vidro (tubos FRP);
� Ligações de compressão;
� Ligações patenteadas diversas;
� Ligações em tubos com revestimentos;
� internos anticorrosivos.
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
OUTROS MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS:
LIGAÇÕES PARA TUBOS DE PLÁSTICOS
REFORÇADOS COM FIBRAS DE VIDRO (TUBOS FRP).
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
OUTROS MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS:
LIGAÇÕES POR COMPRESSÃO
MEIOS DE LIGAÇÕES DE 
TUBOS
OUTROS MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS:
LIGAÇÕES PATENTEADAS DIVERSAS