Guia de flange ANSI: dimensões, classificações de pressão

Flanges ANSI são cruciais para garantir conexões seguras e à prova de vazamentos em sistemas de tubulação em vários setores. Este guia se aprofundará nas especificações de flange ANSI, dimensões, classificações de pressão e como escolher o flange certo para sua aplicação. 

Também destacaremos a importância de fazer parcerias com fabricantes de flanges de boa reputação para garantir qualidade e confiabilidade. Continue lendo para aprender tudo o que você precisa saber sobre flanges ANSI.

1. O que é um flange ANSI?

Um flange ANSI é um tipo de flange projetado de acordo com os padrões estabelecidos pelo American National Standards Institute (ANSI). 

Fundada em 1918, a ANSI desempenha um papel fundamental na coordenação e supervisão do desenvolvimento de padrões nacionais para produtos, processos e serviços industriais nos EUA. A organização trabalha em conjunto com agências governamentais e órgãos internacionais para garantir a relevância e a consistência globais desses padrões.

Propósito e Importância

Flanges ANSI são integrais aos sistemas de tubulação industrial, garantindo conexões seguras e à prova de vazamentos. Ao aderir aos padrões ANSI, flanges de diferentes fabricantes são projetados para serem compatíveis, tornando-os ideais para várias aplicações, de óleo e gás a tratamento de água. 

Ao selecionar flanges ANSI, faça parceria com uma fabricante respeitável que atende às especificações ANSI é crucial para garantir confiabilidade e qualidade em todos os componentes. Não importa se você está trabalhando com petróleo e gás, produtos químicos ou processamento de alimentos, flanges de qualidade ajudam a evitar falhas operacionais e a estender a vida útil dos sistemas.

Contexto histórico

Antes da criação da ANSI, organizações como ASME e a ASTM desenvolveram padrões independentes para equipamentos industriais. A ANSI unificou essas práticas criando padrões rigorosos como ANSI B16.5 para flanges de tubos de aço e ANSI B16.1 para conexões de ferro fundido. Eventualmente, eles se tornaram vitais para garantir compatibilidade e segurança em diferentes indústrias. 

A padronização impactou significativamente as práticas globais de engenharia, permitindo a integração perfeita de componentes em diferentes setores.

2. Especificações detalhadas de flanges ANSI

Especificações de flange ANSI

Os flanges ANSI devem atender a critérios específicos para dimensões, materiais, classificações de pressão e testes:

• Classificações de pressão e temperatura:Eles definem os limites operacionais máximos dos flanges com base em sua classe de pressão e material.
• Materiais: Normalmente, flanges ANSI são feitos de aço carbono, aço inoxidável ou ligas. Cada um é adaptado a diferentes condições ambientais e necessidades de pressão.
• Dimensões: Isso inclui medições críticas como os diâmetros interno e externo, espaçamento entre furos de parafusos e a espessura do flange. O recurso é essencial para garantir a compatibilidade.
• Teste e marcação: Os flanges ANSI são rigorosamente testados quanto à integridade, com marcações detalhadas para identificar a classe, o material e o fabricante do flange.

Classificações de pressão e temperatura máximas ANSI B16.5

Normas ANSI B16.5 e B16.1

• ANSI B16.5 governa as dimensões, materiais, tolerâncias e classificações de pressão-temperatura para flanges e conexões de tubos de aço. Ela varia de NPS 1/2 a NPS 24 em classes de pressão de 150 a 2500.
• ANSI B16.1 foca em flanges de ferro fundido. Elas são comumente usadas em sistemas de baixa pressão como HVAC e distribuição de água.

Dimensões do flange ANSI

As dimensões do flange incluem medidas críticas que garantem a compatibilidade com tubos e outros componentes:

• Diâmetro interno (EU IA): Corresponde à capacidade de fluxo do tubo e minimiza quedas de pressão e turbulência no sistema.
• Diâmetro externo (DO.): define o tamanho do flange e garante que ele se encaixe no espaço dos componentes conectados.
• Espaçamento entre furos de parafusos: Determina como o flange se conecta aos flanges adjacentes, garantindo uma distribuição uniforme da carga.

3. Classes de pressão e sua importância

Os flanges são classificados em diferentes classes de pressão, como ANSI 150, ANSI 300 e ANSI 600, cada uma projetada para suportar níveis específicos de pressão. 

Por exemplo, o flange ANSI 150 é comumente usado para sistemas de baixa a moderada pressão, enquanto os flanges ANSI 300 são usados para aplicações de alta pressão em indústrias como petróleo e gás e processamento químico. 

Ao selecionar Flanges em conformidade com ANSI, é crucial considerar os requisitos de pressão e temperatura da aplicação. Ao fazer isso, você está garantindo que a classe de flange escolhida pode lidar com segurança com as condições operacionais.

4. Escolhendo o flange ANSI correto

Fatores a considerar

Ao escolher um flange ANSI, há vários fatores que determinam a melhor seleção para uma aplicação específica:

1. Seleção de materiais:

• Aço carbono: Ideal para aplicações padrão devido à sua resistência, preço acessível e capacidade de suportar pressão moderada.
• Aço inoxidável: Altamente resistente à corrosão, o que o torna adequado para ambientes mais severos, como plantas químicas e estações de tratamento de águas residuais.

2. Tipo de flange:

• Flanges Slip-On: Esses flanges são fáceis de instalar e ideais para sistemas de baixa pressão.
• Flanges de pescoço soldado: Flanges deste tipo fornecem uma conexão mais forte para sistemas de alta pressão e são frequentemente usados em aplicações críticas.
• Flanges Cegas: Os flanges cegos são usados para selar as extremidades de tubulações e impedir a entrada de detritos ou para fechar seções de um sistema de tubulação.

3. Parceria com fabricantes respeitáveis:

É essencial trabalhar com fabricantes que aderem aos padrões ANSI. Isso garantirá a qualidade, a segurança e a confiabilidade dos flanges. Fabricantes respeitáveis seguem procedimentos de teste rigorosos e usam materiais de alta qualidade para criar flanges ANSI que funcionam bem sob pressões e temperaturas variadas.

Comparação: Flanges ANSI vs. PN16

Flanges ANSI e PN16 são usados para conectar tubos, mas seguem diferentes padrões internacionais:

• Flanges ANSI: Governado pelo American National Standards Institute (ANSI) e inclui classes de pressão como 150, 300 e 600.
• Flanges PN16: Parte dos padrões europeus, onde “PN” denota a pressão nominal. Flanges PN16 têm uma classificação de pressão de 16 bar e são geralmente usados em aplicações de baixa pressão.

5. Papel dos flanges ANSI nas indústrias

Principais aplicações

Flanges ANSI são amplamente usados em vários setores devido à sua versatilidade, confiabilidade e capacidade de suportar diferentes condições de pressão. Algumas aplicações principais incluem:

• Petróleo, gás e produtos químicos: Flanges fornecem conexões seguras para oleodutos que transportam óleo, gás e produtos químicos. Eles são essenciais para manter a integridade e a segurança do sistema em ambientes operacionais severos.
• Obras hidráulicas: Os flanges ANSI são amplamente utilizados em sistemas de água municipais, garantindo conexões seguras para tubos que transportam água tratada para áreas residenciais e industriais.
• Processamento de alimentos:Na indústria de alimentos e bebidas, os flanges ANSI são preferidos por sua confiabilidade e capacidade de manter padrões sanitários, especialmente em aplicações como processamento de laticínios e produção de bebidas.
• Geração de energia: Flanges em usinas de energia, especialmente aquelas usadas em sistemas de alta pressão, ajudam a gerenciar o fluxo de vapor e água, contribuindo para a geração eficiente de energia.

Vantagens em todos os setores

A capacidade de aderir aos padrões ANSI oferece benefícios significativos em todos os setores:

• Segurança: Os flanges em conformidade com a norma ANSI são rigorosamente testados para evitar vazamentos e outros riscos, garantindo a operação segura de sistemas industriais.
• Intercambiabilidade: Os flanges ANSI são padronizados, facilitando a substituição ou o reparo de componentes de diferentes fabricantes sem o risco de incompatibilidades.

6. Aplicações práticas e considerações

Dicas de instalação para flanges ANSI

A instalação adequada de flanges ANSI é crucial para garantir um sistema de tubulação sem vazamentos, seguro e eficiente. Aqui estão algumas dicas importantes para ajudar a obter uma conexão de flange segura e durável:

1. Limpe as superfícies do flange.

Antes de instalar os flanges ANSI, certifique-se de que ambas as faces do flange (as superfícies de vedação) estejam limpas e livres de detritos.

2. Garantir o alinhamento correto

O alinhamento adequado dos furos do flange é essencial para uma vedação uniforme e firme.

3. Use a junta correta.

O material da junta desempenha um papel fundamental na vedação da conexão do flange. Certifique-se de que a junta seja compatível com o meio transportado (óleo, gás, água, produtos químicos, etc.).

4. Especificações corretas dos parafusos e torque

Use parafusos que atendam às especificações do flange. Os parafusos devem ter o tamanho, material e grau corretos para a aplicação

Desafios comuns

• Seleção inadequada de junta: Certifique-se de que a junta seja feita de materiais compatíveis tanto com o flange quanto com os fluidos transportados para evitar vazamentos.
• Desalinhamento: O alinhamento adequado dos flanges e furos dos parafusos é essencial para evitar estresse indevido no sistema.
• Aperto excessivo: Exceder o torque recomendado pode danificar o flange ou a junta, causando falhas.

7. Estudo de caso: Flange ANSI 150

O flange ANSI 150 é um dos flanges mais comumente usados, particularmente para sistemas que operam em pressões moderadas:

1. Características:

• Versatilidade: Compatível com vários materiais, como aço, cobre e plástico.
• Durabilidade: Resistente à corrosão e ao desgaste, o que o torna ideal para ambientes externos e agressivos.
• Resistente a vazamentos: O design de face plana, combinado com juntas, garante uma vedação segura e à prova de vazamentos.

2. Por que os flanges ANSI 150 são populares

• Custo-eficácia: Os flanges ANSI 150 fornecem uma solução acessível para muitos setores, oferecendo durabilidade e confiabilidade a um custo menor.
• Disponibilidade:Eles estão amplamente disponíveis em vários tamanhos e materiais.
• Confiabilidade comprovada: Os engenheiros confiam nos flanges ANSI 150 devido ao seu longo histórico de aplicações bem-sucedidas em vários setores.

Referência

AVALIAÇÃO DOS PARAFUSOS E FLANGES DE JUNTAS FLANGIDAS ANSI B16.5 — REGRAS DE PROJETO E PARTES ASME; E. C: Rodabaugh e SE Moore (https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/08/307/8307002.pdf)

Projeto de flanges de face elevada de alta pressão de grande porte para atender ao padrão ASME/ANSI B16.5; LI Ezekoye e TJ Matty; 2006 (https://www.researchgate.net/publication/267610446)