Uma junta de flange é uma componente essencial de muitos tipos de sistemas de tubagem. Normalmente, serve para ligar e desligar dois ou mais tubos, o que é crucial para o sucesso da ligação. Por isso, não podemos ignorar a importância vital das juntas de flange. Estas permitem que as peças da tubagem sejam facilmente montadas e desmontadas.
Por isso, é essencial conhecer os princípios básicos das ligações com flanges. Isso ajuda-o a selecionar o tipo correto de flange, vedante e material de fixação. Neste artigo, descubra o que deve ter em conta ao escolher a ligação com flanges adequada.
Vamos abordar brevemente estes temas fundamentais nas próximas secções. Por isso, preparem-se bem e vamos começar.
O que é uma junta de flange?
A junção com flange Liga tubos duplos, válvulas, acessórios ou outros componentes num sistema de tubagem. É constituído principalmente por duas flanges. Na maioria das vezes, estas são redondas. Estas placas são unidas com parafusos, sendo colocadas juntas entre elas para garantir uma vedação hermética.
Os setores do petróleo e gás, da indústria química, do tratamento de água e dos sistemas de troca de calor recorrem frequentemente a juntas flangeadas. Estas são utilizadas principalmente para ligar componentes de um sistema de tubagem.
As juntas de flange garantem que o sistema funcione com segurança, sem fugas e de forma eficiente. Podemos constatar que a junta de flange desempenha diferentes funções num sistema hidráulico ou pneumático. Vamos analisá-las resumidamente.
- As juntas de flange proporcionam uma ligação robusta e segura entre tubos, válvulas e outros componentes.
- Facilita a montagem e a desmontagem. Consequentemente, simplifica a manutenção, a reparação e as modificações.
- Uma flange com junta flexível proporciona uma vedação sem fugas. Recorre a juntas colocadas entre as faces da flange. Consequentemente, assegura uma vedação hermética.
- Absorve as vibrações e os choques gerados no interior do sistema de tubagem, eliminando a possibilidade de danos nos componentes e garantindo um funcionamento suave em geral.
- Uma junta de flange permite corrigir pequenos problemas de alinhamento ou alterações na disposição dos tubos. Consequentemente, proporciona flexibilidade e tolerância no processo de instalação.
- As ligações mecânicas com flange são normalmente concebidas para aplicações em condições extremas de pressão e temperatura.
- A flange de ligação mecânica permite ligar tubos e equipamentos de diferentes materiais e dimensões.
- Facilita a verificação, o teste e a monitorização.
Tipos de juntas de flange: aplicações comuns
Existem muitos tipos de juntas flangeadas, uma vez que são amplamente utilizadas em diversas aplicações. A pressão, a temperatura e os métodos de ligação são alguns dos exemplos mais destacados.
Cada tipo tem as suas vantagens e características únicas. Além disso, os fabricantes produzem diferentes tipos para satisfazer as necessidades de diversos setores. O objetivo é garantir o melhor desempenho e a máxima segurança em diversas situações.
Tipo 1: Flange com colar de soldadura
Uma flange com colar de soldadura foi concebida para ser soldada à extremidade do tubo. Possui um colar de soldadura comprido. É possível soldá-la ao tubo.
A flange de pescoço soldado também possui um cubo na base. Este proporciona reforço e apoio à flange.
A estrutura da flange de soldadura também possui uma face de flange e orifícios para parafusos. A face de flange é a superfície da flange que entra em contacto com a flange de acoplamento ou com a junta. Os orifícios para parafusos estão dispostos ao longo do perímetro da flange para receber os parafusos.
O design com colar de soldadura proporciona, normalmente, elevada resistência e fiabilidade. É adequado, sobretudo, para aplicações em condições extremas de pressão e temperatura.
A soldadura de flanges com colar de soldadura é prática comum nos setores do petróleo e gás, químico e energético. São frequentemente utilizados em oleodutos, permutadores de calor, caldeiras, recipientes sob pressão e sistemas de tubagem de processo.
Tipo 2: Flange de encaixe
A flange de encaixe desliza sobre a extremidade de um tubo. O seu diâmetro interior é ligeiramente maior do que o exterior. A flange é, em seguida, soldada para garantir uma união robusta e sem fugas.
A estrutura de um flange de encaixe é normalmente composta por duas partes principais. Uma delas é o flange circular em forma de disco e a outra é uma secção curta de tubo.
A flange tem uma superfície de encaixe elevada e orifícios para parafusos em todo o seu perímetro, o que facilita a sua ligação a outras flanges.
O diâmetro interior da flange corresponde ao diâmetro exterior do tubo, o que permite que deslize facilmente sobre o tubo.
O diâmetro exterior da flange é ligeiramente maior do que o diâmetro exterior do tubo. Isso proporciona espaço para a soldadura.
Tipo 3: Flange de soldadura por encaixe
A flange de soldadura por encaixe é quase idêntica à flange de encaixe simples. À primeira vista, poderá não ser possível distinguir estas duas placas.
A única diferença entre elas reside no encaixe presente na flange de soldadura. Assim, a definição indica que uma flange de soldadura por encaixe possui um encaixe usinado no diâmetro interior da flange. Este encaixe recebe a extremidade do tubo. Em seguida, é soldada com solda em ângulo a partir do exterior para garantir resistência e evitar fugas.
A estrutura da soldadura de flange com encaixe também é composta por duas partes principais. Ao contrário da flange de encaixe, apresenta um encaixe soldado no interior da secção curta do tubo. A profundidade do encaixe corresponde normalmente à espessura da parede do tubo, para garantir um encaixe e uma soldadura adequados.
As flanges de encaixe são frequentemente utilizadas quando são necessárias altas temperaturas e pressões.
Tipo 4: Flange roscada
Como o próprio nome indica, estas flanges têm roscas internas. Isto facilita, normalmente, a união de tubos ou acessórios, que devem ter roscas externas compatíveis.
As flanges roscadas para tubos não costumam precisar de ser soldadas. Por esse motivo, podem ser utilizadas em situações em que é necessária uma montagem e desmontagem fáceis. Ao serem aparafusadas ao tubo ou ao encaixe, proporcionam uma fixação sólida.
Uma flange roscada é composta por uma superfície saliente e roscas no seu interior. Tem de ser compatível com as roscas no exterior do tubo ou dos acessórios. Quando a flange é colocada no tubo ou no acessório, esta superfície saliente ajuda a garantir uma vedação hermética.
Tipo 5: Flange cega
Um flange cego é um disco maciço. Pode ser utilizado para bloquear uma conduta ou criar um beco sem saída. Encaixa-se entre dois flanges, mas não possui um orifício central. Por isso, é denominado “cego”.
A estrutura de um flange cego consiste normalmente numa placa circular maciça com orifícios para parafusos ao longo do perímetro. Estes orifícios servem para ligar os flanges adjacentes. A espessura da placa pode variar consoante os requisitos de pressão e temperatura do sistema.
Os flanges cegos são frequentemente utilizados para fechar temporária ou totalmente uma área, facilitar inspeções, limpeza e manutenção, fechar recipientes sob pressão e servir de tampas para tanques.
Material utilizado no fabrico de juntas de flange
Já sabe que a junta de flange é uma peça essencial. É utilizada em diversos contextos industriais. Por isso, como pode ver, os materiais de fabrico destas juntas estão a tornar-se um problema.
O aço é um material muito utilizado no fabrico de juntas flangeadas. É um material resistente e duradouro. O aço inoxidável, o aço ao carbono e o aço-liga são todos tipos de aço bem conhecidos. O ferro fundido pode ser utilizado em algumas aplicações.
O material mais comum utilizado na fabricação de juntas flangeadas é o aço inoxidável. Este oferece uma excelente resistência à corrosão e elevada resistência mecânica, mas o aço ao carbono é mais barato.
Como são fabricadas as flanges?
As flanges são geralmente redondas e possuem vários orifícios ao longo do perímetro. Existem diferentes formas de fabricar flanges. Cada método é adequado para uma finalidade específica, funciona com um determinado material e é económico. A fresagem CNC, a fundição e o forjamento são três métodos comuns de fabrico.
Maquinação CNC
As flanges podem ser fabricadas através de dois métodos CNC: torneamento e fresagem CNC. A maquinagem CNC é um processo automatizado controlado por códigos CNC. A forma cilíndrica pode ser obtida através do método de torneamento, e os orifícios podem ser realizados através do método de fresagem. A maquinagem CNC é amplamente utilizada devido à sua elevada precisão. É claro que é possível atingir uma precisão de até 0,01 mm.
Elenco
A fundição é também uma das técnicas mais populares para o fabrico de peças metálicas. O processo envolve normalmente a introdução de metal fundido num molde e a sua solidificação. Na fabricação de flanges, são utilizados vários métodos de fundição. Entre estes, destacam-se a fundição por cera perdida e a fundição sob pressão. Os métodos de fundição podem exigir processos de acabamento adicionais para atingir as tolerâncias pretendidas.
Forja
O método de forjamento consiste em moldar o metal através da aplicação de forças de compressão. Normalmente, recorre-se a um martelo ou a uma matriz. As flanges forjadas são conhecidas pela sua resistência e durabilidade superiores. No entanto, este método pode ser demorado e, acima de tudo, pode não ser adequado para a produção em série.
É necessário selecionar o método de fabrico correto para garantir a qualidade pretendida. As propriedades dos materiais, as especificações das flanges, o volume de produção e o orçamento determinam, em grande medida, a adequação do método.
Respostas às perguntas
Qual é a finalidade de uma flange?
A principal função de uma junta de flange é montar ou desmontar sistemas hidráulicos. Isto pode incluir tubos, válvulas ou outros componentes. Outra função da junta de flange é garantir uma ligação segura e sem fugas. Facilita a desmontagem e a manutenção.
Qual é a diferença entre uma junta soldada e uma junta com flange?
Uma junta soldada liga permanentemente dois tubos. Por outro lado, uma junta flangeada utiliza porcas e flanges para os ligar. A junta flangeada é melhor porque permite uma reparação e desmontagem mais simples.
Quais são as causas da falha das juntas flangeadas?
Podem existir inúmeras razões pelas quais uma junta flangeada possa falhar. Destacam-se a instalação incorreta, o aperto inadequado dos parafusos, a degradação do material, a corrosão e os desalinhamentos. Uma vedação inadequada também pode conduzir a falhas e fugas.