Flanges e Acessórios

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Módulo I 
 
Aula 03 – Flanges e 
Acessórios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rev.A 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO: 
 
 
 
1. Flanges 
2. Tipos de Flanges 
2.1. Flange Pescoço (Welding Neck) 
2.2. Sobreposto ( Slip - On) 
2.3 Roscado (Screwed Flanged - SCD) 
2.4 Encaixe (socket-weld - SW) 
2.5 Solto (lap joint) 
2.6 Flange Cego (blind) 
 
3. Classificação dos tipos de Faces para Flanges 
3.1 Face com Ressalto (raised face - RF) 
3.2 Face Plana (flat face - FF) 
3.3 Face para Junta de Anel (ring type joint - RTJ) 
3.4 Face de Macho e Fêmea (male & female) 
 
4. Acabamento da Face dos Flanges 
 
5. Materiais 
 
6. Acessórios 
6.1 Flange de Orifício 
6.2 Placa de Orifício – elemento primário 
 
7. Juntas para Flanges 
7.1 Tipos mais usados: 
7.1.1 Juntas não Metálicas 
7.1.2 Juntas Semi-metálicas em Espiral 
7.1.3 Juntas Semi-metálicas Folheadas 
7.1.4 Juntas Metálicas Maciças 
7.1.5 Juntas Metálicas de Anel (JTA) 
 
8. Parafusos e Estojos para Flanges 
 
9. Figura 8 e Raquetes 
 
10. Filtros para Tubulações 
 
11. Visores de Fluxo 
 
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1. Flanges 
 
 
Definição 
 
 
São peças que se destinam a fazer a ligação entre o tubo e válvulas, acessórios e 
equipamentos e entre tubos onde se necessita uma desmontagem/montagem rápida. 
Para fazer uma ligação flangeada necessitamos de dois flanges, um jogo de parafusos e uma 
junta de vedação. 
São ligações empregadas em todos os diâmetros, para tubos de aços carbono, aço 
inoxidável, ferro fundido e materiais metálicos não ferrosos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Tipos de Flanges 
 
2.1. Flange Pescoço (Welding Neck) 
É o mais usado em tubulações industriais para quaisquer pressões e temperaturas, para 
diâmetros de 1 ½'' ou maiores. Mais resistentes que os flanges não integrais, que permite 
melhor aperto; 
O flange é ligado ao tubo por uma única solda (de topo), ficando a face interna do tubo 
perfeitamente lisa. 
A montagem com esses flanges é cara porque cada pedaço de tubo ligado a ele deve ter os 
extremos chanfrados para solda, e tem de ser cortado na medida certa, com muito pequena 
tolerância no comprimento. 
Para requisição de material além dos itens como diâmetro, material e classe de pressão deve 
ser também mencionado o schedule do flange (compatível com o tubo a ser soldado). 
 
 
 
Esquema de Montagem 
 
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2.2. Sobreposto ( Slip - On) 
É um flange mais barato e mais fácil de se instalar do que o WN, 
porque a ponta do tubo encaixa no flange, facilitando o alinhamento e evitando a necessidade 
do corte do tubo na medida exata. O flange é ligado ao tubo por duas soldas em angulo, uma 
interna e outra externa. Esse flange só pode ser usado para tubulações em serviços não severos, 
porque o aperto permissível é bem menor, as tensões residuais são elevadas e as 
descontinuidades de seção dão origem à concentração de esforços e facilitam a erosão e a 
corrosão. São desaconselhados para serviços cíclicos, serviços sujeitos a grande variação de 
temperatura ou sujeitos à corrosão sob contato (crevice 
corrosion). Não devem também ser empregados para serviços com hidrogênio. 
 
 
 
Esquema de Montagem 
 
 
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2.3. Flange Roscado (Screwed Flanged - SCD) 
Em tubulações industriais esses flanges são usados apenas para tubos de metais não-soldáveis 
(ferro fundido por exemplo), e para alguns tipos de tubos não-metálicos, como os de materiais 
plásticos. Empregam-se também para tubos de aço e de ferro forjado em tubulações 
secundárias (água, ar comprimido etc.) e em redes prediais. 
A norma ANSI.B.31 recomenda que sejam feitas soldas de vedação entre o flange e o tubo, 
quando em serviços com fluidos inflamáveis, tóxicos, ou perigosos de um modo geral. 
 
 
 
 
 
Esquema de Montagem 
 
 
 
 
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2.4. Encaixe (socket-weld - SW) 
Esse flange é semelhante ao sobreposto, porém é mais resistente e tem um encaixe completo 
para a ponta do tubo, dispensando-se por isso a solda interna. É o tipo de flange usado para a 
maioria das tubulações de aço de pequeno diâmetro, até 2". Por causa da descontinuidade 
interna não se recomendam esses flanges para serviços sujeitos à corrosão sob contato. 
Idem ao flange de pescoço para requisição de material além dos itens como diâmetro, material 
e classe de pressão deve ser também mencionado o schedule do flange (compatível com o 
tubo a ser soldado). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esquema de Montagem 
 
 
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2.5. Solto (lap joint) 
Flange solto Esses flanges não ficam como os demais presos à tubulação, e sim soltos, capazes 
de deslizar livremente sobre o tubo. Quando se empregam esses flanges, solda-se a topo na 
extremidade do tubo uma peça especial denominada virola (pestana) (stub-end), que servirá de 
batente para o flange. 
A grande vantagem desses flanges é o fato de ficarem completamente fora do contato com o 
fluido circulante, sendo por isso muito empregados em serviços que exijam materiais caros 
especiais, tais como aços inoxidáveis, ligas de Ni etc., bem como para tubos com revestimentos 
internos. Para todos esses serviços, os flanges podem ser de material barato, como ferro ou 
aço-carbono, ficando apenas os tubos e a pestana de material especial. 
 
 
Esquema de Montagem 
 
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São flanges fechados,usados para extremidades de linhas ou fechamento de bocais flangeados. 
 
 
Esquema de Montagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Classificação dos Tipos de Faces para Flanges 
 
 
3.1 Face com Ressalto (raised face - RF) 
 
É o tipo de face mais comum para flanges de aço, aplicável a quaisquer condições de pressão e 
temperatura. O ressalto tem 1/16" de altura para as classes de pressão 150# e 300#, e 1/4" de 
altura para as classes de pressão mais elevadas. A superfície do ressalto pode ser ranhurada 
(com ranhuras concêntricas ou espiraladas ou lisa, sendo as ranhuras espiraladas o acabamento 
mais comum e mais barato. De acordo com a norma MSS-SP-6, da "Manufacturers 
Standardization Society" (que não é seguida por todos os fabricantes), as ranhuras devem ter 
uma profundidade de até 0,15 mm e passo de 0,5 a 1,0 mm. O ressalto liso pode ter vários graus 
de acabamento, de acordo com a necessidade do serviço ou o tipo da juntas. 
 
3.2 Face Plana (flat face - FF) 
 
É o faceamento usual nos flanges de ferro fundido e de outros materiais frágeis, como os 
plásticos, por exemplo. O aperto da junta é muito inferior ao obtido em igualdade de condições 
com os flanges de face com ressalto. Entretanto, se os flanges de ferro fundido e de outros 
materiais frágeis tivessem faces com ressalto, o aperto dos parafusos poderia causar fraturas nas 
bordas do flange em conseqüência da flexão. É importante observar que para acoplar com os 
flanges de face plana das válvulas e equipamentos fabricados de ferro fundido, só se devem usar 
flanges também de face plana, mesmo quando esses flanges forem de aço. 
 
 
3.3 Face para Junta de Anel (ring type joint - RTJ) 
 
Esse tipo de face é usado em flanges de aço para serviços severos, de altas pressões e 
temperaturas, como por exemplo vapor (para flanges de classe 600#, ou acima), ou 
hidrocarbonetos (para flanges de classe 900#, ou acima) ou, em quaisquer casos, para 
temperaturas acima de 550 C; é empregado também para fluidos perigosos, tóxicos etc., em que 
deva haver maior segurança contra vazamentos. 
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A face dos flanges tem um rasgo circular profundo, onde se encaixa uma junta em forma de 
anel metálico. Consegue-se nesses flanges uma melhor vedação com o mesmo grau de aperto 
dos parafusos, não só devido à ação de cunha da junta de anel nos rasgos dos flanges como, 
também, porque a pressão interna tende a dilatar a junta de anel apertando-a contra as paredes 
dos rasgos. Os flanges para junta de anel garantem também melhor vedação em serviços com 
grandes variações de temperatura. A dureza da face dos flanges deve ser sempre superior à do 
anel metálico da junta, recomendando-se os seguintes valores mínimos, de acordo com o 
material: aço-carbono: 120 Brinell; aços-liga e aços inoxidáveis tipos 304, 316, 347 e 321: 160 
Brinell; aços inoxidáveis tipos 304L e 316L: 140 Brinell. 
 
 
 
3.4 Face de Macho e Fêmea (male & female) 
Face de lingüeta e ranhura (tongue & groove) – Esses faceamentos, bem mais raros do que os 
anteriores, são usados para serviços especiais com fluidos corrosivos, porque neles a junta está 
confinada, não havendo quase contato da mesma com o fluido. Note-se que, com esses 
faceamentos os flanges que se acoplam entre si são diferentes um do outro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. Acabamento da Face dos Flanges 
 
 
Os flanges são fabricados com ressalto (ou face lisa) e podem ser requisitados com os acabamentos 
da junção abaixo mencionados. 
Não havendo especificação o flange será de ressalto e o acabamento com ranhura STANDART. 
 
 
 
 
 
 
1 – Ranhura STANDART 
Espiral contínua, com passo de 0,70mm a 1,00mm, raio 1,60mm a 2,40mm e profundidade 
resultante de 0,06mm a 0,080mm. 
2 – Ranhura Espiral 
Espiral contínua em V de 90º passo 0,60mm a 1,00mm raio 0,00 a 0,40mm. 
3 – Ranhura Tipo 125 RMS 
Espiral contínua, passo 0,30mm a 0,40mm raio 0,30mm a 0,40mm. 
4 – Ranhura Concêntrica 
Concêntrica em V de 90º passo 0,60mm a 1,00mm raio 0,00 a 0,40mm e profundidade de 
aproximadamente de 0,13mm a 0,40mm. 
 
 
 
 
 
 
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5. Materiais 
 
As principais especificações da ASTM para flanges forjados são: 
 
 
São sete as classes de pressão para flanges, especificadas pela norma ANSI.B.16.5: 150#, 300#, 
400#, 600#, 900#, 1500#, 2500#. 
A partir da edição de 1981, a norma ANSI/ASME B.16.5 inclui também as tabelas de dimensões e 
pressões admissíveis em unidades SI, definindo as classes: PN20, PN50, PN68, PN100, PN150, 
PN250 e PN420. 
 
Além dos flanges de aço, existem ainda flanges de ferro fundido, ferro maleável, metais não 
ferrosos e vários materiais plásticos. 
 
 
6. Acessórios 
 
 
6.1 Flange de Orifício 
 
São flanges usados para medição de vazão, no qual é instalado uma placa de orifício, entre os 
flanges e juntas. Cada flange dispõe de uma tomada para medição. 
 
 
6.2 Placa de Orifício – elemento primário 
 
Os elementos geradores de pressão diferencial constituem-se em restrições para o fluxo quando 
montados em tubos; a análise do comportamento da pressão indica estabilidade na região 
montante do elemento primário, com pequeno aumento na região adjacente à placa; após a 
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passagem do fluído pelo orifício ocorre uma queda brusca na pressão, iniciando-se, 
posteriormente, a recuperação parcial, completada na região de 8 diâmetros na jusante da 
placa. 
Fabricados e calculados conforme normas internacionais como ISA RP 3.2 , ISO 5167, SHELL, 
SPINK, MULLER entre outras, em materiais como aço inox e aços liga, nas classes de pressão 
de 150 a 2500 lbs. 
 
 
 
 
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7. Juntas para Flanges 
 
Definição: 
 
Junta é o elemento de vedação existente em todas as ligações flangeadas. 
 
 
7.2 Tipos mais usados: 
 
7.1.1 Juntas não metálicas: 
As espessuras variam de 0,4 a 3mm, sendo a de 1,5mm a espessura mais usada. 
 
Os materiais mais comuns são: 
 
¾ Borracha Natural 
¾ Borrachas Sintéticas 
¾ Materiais Plásticos 
¾ Papelão Hidráulico 
 
 
7.1.2 Juntas Semi-metálicasem Espiral 
 
7.1.3 Juntas Metálicas Folheadas 
 
7.1.4 Juntas Metálicas Maciças 
 
7.1.5 Juntas Metálicas de Anel (JTA) 
 
 
 
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8. Parafusos e Estojos para Flanges 
 
Definição: 
É o elemento de ligação entre os flanges e aperto das juntas. 
 
São dois os tipos de parafusos: 
 
¾ Parafuso de máquina (machine bolts) 
¾ Estojos (stud bolts). 
 
 
 
9. Figura 8 e Raquetes 
 
 
Definição: 
 
São acessórios instalados em uma tubulação, entre flanges, quando se necessita de um bloqueio 
rigoroso e absoluto ou por economia (sendo eles mais baratos do que as válvulas), ou em locais 
onde o bloqueio seja feito esporadicamente. 
Fabricado em diversos materiais como aço carbono, aço inox e aços liga nos diâmetros de 1/2” 
a 60”, em classes de pressão de 150 a 2500lbs. 
 
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10. Filtros para Tubulações 
 
 
Definição: 
São peças destinadas a reter poeiras, sólidos em suspensão e corpos estranhos, em correntes de 
líquidos ou de gases. 
 
 
Dividem-se em duas classes: 
 
¾ Temporários (provisórios) – são filtros cujas finalidades são trabalhar na linha A instalação 
de um pré-filtro na tubulação de entrada/abastecimento da bomba (sucção) é uma questão de 
valorizar a segurança, pois impedirá que um corpo estranho (pequeno cavaco de solda, um 
parafuso perdido, um pedaço de pano ou estopa) entre na câmara de bombeamento, travando 
as engrenagens entre si ou uma delas com a parte interna do corpo da bomba. 
Não é procedimento correto a instalação de filtro na tubulação de descarga. 
 
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¾ Permanentes – são filtros especificados para trabalhar nas linhas continuamente, fazendo 
parte delas. 
São alguns os tipos de filtro: tipo Y e Vertical. 
 
 
 
 
 
 
 
11. Visores de Fluxo 
 
Definição: 
 
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São elementos destinados a mostrar, numa análise visual, se há ou não fluxo na tubulação. Possuem 
um mostrador de vidro e no seu interior um labirinto destinado a dar turbulência no fluxo, 
tornando-se visível ao observador.