Flange de tubo de pescoço de solda: instalação, manutenção e melhores práticas

O flange do tubo de pescoço de solda, também chamado de flange de pescoço de soldagem ou flange WN, é um flange de aço forjado caracterizado por um cubo longo e cônico que transita suavemente para o tubo ao qual está soldado O flange se liga à extremidade do tubo por meio de uma solda de topo de penetração total ("full penetration butt weld") uma única costura contínua que faz com que o flange e o tubo se comportem como uma entidade O que você encontrará aqui são gráficos de classificação de pressão-temperatura ASME16.5, tabelas de dimensão Classe 150, comparação de tipos de face, gráficos de seleção de grau de material, matri× de decisão versus flange deslizantes e lista de verificação de instalação do código.

este guia de especificação serve como uma ajuda para a compra de engenheiros, projetistas de tubulações e compradores de projetos encarregados de selecionar flanges de pescoço de solda para aplicações de petróleo e gás, petroquímica, geração de energia e plantas de processo.

O que é um flange de tubo de pescoço de solda? Geometria do cubo, tipo de solda e lógica de engenharia

Um flange de gargalo de solda também chamado de flange de gargalo de soldagem ou flange WN (WN Flange) é identificado por um cubo alongado e conical que gradualmente se estreita em até que seu diâmetro corresponda ao tubo a ser fixado A extremidade do tubo afunila com um chanfro para permitir a solda de topo de penetração total Não subestime o papel deste perfil: sua forma cônica distribui melhor as cargas de curvatura e pressão ao longo do comprimento do cubo, em vez de apenas no dedo do pé da solda.

Seu cubo suavemente cônico fornece o que os engenheiros chamam de transição suave entre a seção pesada do flange e a parede relativamente fina do tubo Essa transição suave resulta em um fluxo uniforme de tensão, evitando pontos altos localizados ou áreas de acumulação ao longo da conexão Esta é a razão fundamental pela qual os flanges do pescoço da solda superam outros tipos de flange sob condições que envolvem alta vibração, carga cíclica constante, temperaturas quentes ou frias e×treme ou serviço severo.

Devido à sua solda de topo de penetração total de acordo com o Código de Tubulação de Processo ASME B31.3, o gargalo de solda cria uma junta metalurgicamente contínua. Os cálculos de flange e tubo se comportam como uma estrutura única sob carga. O resultado é que o Código de Tubulação de Processo ASME B31.3 classifica uma junta de gargalo de solda da mesma forma que o próprio tubo para fins de tensão, enquanto uma conexão deslizante incorre em uma penalidade de fadiga (visualização guia de flange deslizante para informações adicionais).

Qual é a vantagem dos flanges de solda no pescoço?

Os flanges de pescoço de solda fornecem quatro benefícios fundamentais de engenharia em relação a outros tipos de flange: primeiro, o cubo cônico serve para espalhar a carga do momento fletor por todo o comprimento da almofada, removendo a concentração de tensão inerente a um dedo do pé de solda de filé Segundo, o diâmetro interno do furo é precisamente combinado com a seção do tubo para que não haja etapa que cause turbulência, erosão e corrosão de fenda Terceiro, a solda de topo é acessível a testes de radiografia do exterior (tornando simples a inspeção não destrutiva Quarto, a única junta de solda contínua impede uma fenda interna na qual o fluido do processo pode reunir ' paramountount' em aplicações corrosivas e de alta pureza.

Classes de pressão ASME B16.5: Selecionando a classificação correta (150 a 2500)

ASME B16.5 especifica seis categorias de pressão para flanges de gargalo de solda: 150, 300, 600, 900, 1500 e 2500. Cada categoria tem uma classificação de temperatura de pressão (PT) que cai com a temperatura crescente, uma vez que o aço enfraquece à medida que ele se instala Um padrão impróprio de seleção é uma violação de código e, praticamente falando, as falhas variam de infiltração de junta a um componente inteiro sofrendo uma ruptura violenta.

As classificações de pressão-temperatura para o Grupo de Materiais 1.1 (aço carbono ASTM A105) por ASME B16.5 são mostradas abaixo. Os números estão em psi; a classificação cai em altos níveis de temperatura porque a resistência ao escoamento diminui à medida que a temperatura do material aumenta.

As equipes de aquisição de campo mantêm rotineiramente a Classe 300 como o mínimo do local para sistemas de refinarias e fábricas de produtos químicos, independentemente da pressão operacional. Um engenheiro de tubulação que supervisiona uma atualização bruta do pré-aquecedor em uma refinaria da Costa do Golfo observou ironicamente que: padronizar a Classe 300 em uma planta significa que a instalação pode aumentar as classificações de pressão mais tarde, redirecionar os serviços e evitar manter dois estoques de flange diferentes. O prêmio de custo versus Classe 150 é insignificante quando amortizado durante o período de operação da planta de 25 a 40 anos.

Dimensões do flange do pescoço da solda: NPS ½” a 12″ Tabela de referência (classe 150)

Esta tabela fornece dimensões de flange de gargalo de solda ASME B16.5 Classe 150 para NPS ” a 12″. Todas as medições são polegadas. O diâmetro do furo não é fornecido porque a dimensão varia; o tamanho do furo será usinado de acordo com o diâmetro interno do cronograma do tubo adjacente no momento da fabricação. NPS e cronograma serão necessários no momento do pedido.

Tipos de rosto: face elevada (RF), face plana (FF) e junta tipo anel (RTJ)

O tipo de face define a geometria da junta e o método de vedação ASME B16.5 A Seção 6 afirma que o tipo de face padrão para flanges de gargalo de solda é Raised Face Qualquer pedido de compra que não especifique um tipo de face, será automaticamente fabricado com uma configuração Raised Face (RF) Tipos de face de flange inconsistentes em uma junta flangeada são um erro frequente na especificação do sistema de tubulação e têm uma série de resultados possíveis, incluindo vazamento de juntas, caixas sendo rachadas, etc.

Qual é a diferença entre flanges de face elevada e face plana?

Face elevada significa que um pequeno anel elevado será usinado na superfície da face do flange A carga do parafuso está concentrada nesta área de superfície elevada o que resulta em uma tensão de assentamento da junta mais alta obtida com uma pequena junta A face plana significa que a área de assentamento fica nivelada ao diâmetro externo do flange; e a junta cobre toda a face do flange A face elevada (RF) é o tipo de face mais comum e amplamente utilizado, principalmente para aplicações de aço a aço em tubulações industriais, mas ao conectar flanges de aço a equipamentos de ferro fundido (ou ferro dúctil) São utilizadas conexões de flange de face plana (FF).O FF é usado para eliminar a superfície elevada encontrada em um flange de RF, que pode curvar o flange dúctil mais fraco e resultar em rachaduras por tensão quando torquadas sob pressão.Flanges cegos tipo RTJ ofereça o mais alto nível de integridade de vedação em qualquer fechamento de vaso de pressão projetado para as aplicações mais difíceis.

Classes de materiais: Aço carbono A105, flanges de pescoço de solda inoxidável e de liga A182

O grau do material é usado para definir limitações de temperatura, aplicações corrosivas e propriedades físicas Enquanto o padrão ASME B16.5 lista cerca de quarenta e quatro (44) grupos de materiais diferentes que podem ser considerados para uso em flanges de pescoço de solda, a maioria se enquadra nas quatro categorias mostradas abaixo, que também são especificações astm.

Quando um gerente de compras encomendou um conjunto de Flanges de aço carbono ASTM A105 para uso no sistema de injeção de hipoclorito de sódio (NaOCl) de uma instalação de tratamento de água, eles não esperavam que a corrosão por pites começasse a causar vazamentos após apenas 18 meses No NaOCl, os íons cloreto são agressivos e atacaram a superfície do aço carbono na face do flange Para consertar isso, eles substituíram os flanges originais por Aço inoxidável ASTM A182 F316, selecionado porque contém molibdênio (21TP3 T-31TP3 T) que inibe a corrosão em ambientes de cloreto Infelizmente, o custo para substituir esses flanges foi de 1/3 do custo dos flanges originais mais seis dias de tempo de inatividade da planta.

Veja o Guia de especificação de material A105 para uma discriminação completa dos limites químicos do aço carbono e dos requisitos de tratamento térmico.

Pescoço de solda vs. Flange deslizante: a matriz de decisão de engenharia

Escolher entre um pescoço de deslizamento e um flange deslizante se resume a três variáveis: severidade de serviço, vida útil da conexão, classificação de pressão de fadiga Os flanges deslizantes são simples de instalar, eles, no entanto, têm desvantagens de engenharia de acordo com os códigos ASME.

“Internamente eles carregam aproximadamente 2/3 da pressão interna e 1/3 da vida útil à fadiga de um flange de gargalo de solda.”

Avaliação de flanges deslizantes vs. pescoço de solda, citado a partir do comentário padrão ASME B16.5 em referências de engenharia da indústria

Leia o definitivo guia para tipos de flange e visite a página de flange de pescoço de solda da Balingsteel para saber mais sobre aplicações adicionais.

Qual é a diferença entre um flange de pescoço de solda e um flange deslizante?

Um flange de gargalo de solda forma a união entre o tubo e o recipiente/equipamento através de uma solda de topo única e de penetração total que passa pelo cubo e tem a mesma resistência que a parede do tubo. Por outro lado, os flanges deslizantes conectam-se sobre a extremidade do tubo com duas soldas de filete (uma no furo interno e outra na superfície externa).Embora os flanges deslizantes sejam normalmente mais baratos para soldar e a instalação seja mais rápida e simples, suas conexões carregam consigo aproximadamente um terço da vida útil à fadiga de uma configuração de gargalo de solda durante operações cíclicas.

Flanges de pescoço de solda longa (LWN): aplicações e dimensões do bico do navio

Uma longa solda de solda é uma variante do flange WN padrão onde o cubo é estendido significativamente. O gargalo é efetivamente uma ponta de tubo em vez de uma transição curta; permite que a solda de topo seja colocada a uma distância desejada do bocal do tanque, do bocal do equipamento ou do bocal do trocador de calor, onde não é viável colocar a solda de topo onde o acesso estiver disponível para inspeção e soldagem.

Flanges LWN são necessários quando a saliência do bocal do vaso, a seção do tubo que se projeta do casco do vaso, é muito curta para acomodar um cubo WN padrão enquanto ainda fornece acesso ao soldador e folga NDT O pescoço estendido também fornece folga para a espessura do isolamento onde a tubulação sai da manta de isolamento do vaso Um flange de pescoço de solda redutor é uma forma especial onde o furo do pescoço se estreita do furo da face do flange para um tamanho de tubo menor, eliminando um encaixe redutor Veja o página de acessórios de solda de topo para conectar componentes usados em terminações LWN.

Soldagem e instalação: Procedimento de solda de topo, alinhamento e lista de verificação de END

ASME B31.3 Process Piping Code aplica-se à instalação de flange de pescoço de soldagem; suportado por muitos padrões nacionais de engenharia de laboratório do DOE A sequência é baseada nos requisitos listados no LANL Engineering Standards Manual; seção REF-3; revisão 0 (http://www.lanl.gov/projects/esweb) e revisão do guia de tubulação de processo LBL B31.3 2 (http://eet.lbl.gov/rules) (ambos são acessíveis publicamente a partir de seus servidores de laboratório nacional.

Uma equipe de soldagem foi encaminhada para uma estação de compressão de gás natural de Alberta quando recebeu aviso de um problema: os flanges do gargalo de solda que foram encomendados tinham sido perfurados para um Schedule 40, mas a tubulação de descarga do compressor era um Schedule 80. “O passo de furo de 6,3 mm não impactaria a classificação de pressão estática,” afirma um engenheiro de projeto. “No entanto, a frequência de pulsação do compressor passou a corresponder à primeira frequência natural da geometria na etapa Nossa análise descobriu que isso teria levado a uma redução de mais de 501TP3 T na vida de fadiga devido à concentração de tensão.” O atraso de projeto de 3 dias causado pelo fornecimento de flanges de cronograma de furo correto foi considerado mais expediente do que mitigar o problema de pulsação.

engenheiros de tubulação experientes apontam consistentemente a incompatibilidade de furo como a falha evitável mais prevalente e dispendiosa na instalação de flange de gargalo de solda Ao unir flanges de diferentes IDs de furo uma frequência que supera as contas de juntas de bico para tubulação de vaso inteiro, uma vez que os bicos de vaso da Seção VIII da ASME são geralmente um cronograma mais pesado do que a tubulação B31.3 associada - a etapa do furo deve ser chanfrada em 3:1 ou 4:1 para entregas próximas a bombas, compressores ou linhas de fluxo de alta velocidade.

Os requisitos de END dependem da categoria de serviço de fluidos de acordo com ASME B31.3:

Sequência de torque do parafuso: De acordo com ASME B31.3 335.2.2 e ASME PCC-1-2019 Diretrizes para Montagem Conjunta de Flange Parafusado de Limite de Pressão, torque os parafusos em um padrão cruzado, com não mais do que 1/3 do torque final passado em cada passagem de torque três passagens mínimas (301TP3 T 701TP3 T 1001TP3 T).Após a primeira passagem de torque, verifique se as faces do flange permanecem paralelas antes de prosseguir. Recomenda-se o retorqueamento após o primeiro ciclo de aquecimento acima de 200 F, uma vez que o relaxamento da fluência da junta reduz a carga do parafuso. Veja mesas torque parafuso parafuso parafuso parafuso parafuso para os valores do binário do parafuso A193 B7 expressos pelo diâmetro do parafuso Ver também guia de especificação de acessórios de solda de topo para conexão de componentes.

Como soldar um flange de pescoço de solda a um tubo?

Solde o flange do gargalo de solda ao tubo da seguinte forma: (1) prepare o chanfro do tubo para 37.5/ASME B16.25 e verifique a correspondência do furo. (2) defina a face do flange paralela ao eixo do tubo dentro de 1/16 pol./ft., (3) solda por aderência em 12, 3, 6, 9 posições de relógio (aderências de 1 polegada), (4) passagem de raiz com GTAW e purga traseira de argônio (para espessuras de parede 3/16’+). (5) enchimento e tampa de acordo com o WPS aprovado, (6) execute NDT de acordo com a categoria de serviço relevante (veja abaixo, aplicável), (7) parafusos de torque em um padrão cruzado, três passagens.

Perspectivas da indústria: tendências de demanda de flange de pescoço de solda 2025 2035

Fonte: Global Market Insights, março de 2026. flanges de pescoço de solda representam a maior categoria de produtos em receita em aproximadamente 311TP3 T do mercado total de flanges.

Flanges de pescoço de solda constituem o grupo de produtos de entrada dominante no mercado mundial de flanges, na parte de trás da demanda decorrente de projetos de terminais de exportação de GNL, trabalho de atualização de infraestrutura midstream de petróleo e gás e expansão da rede de gasodutos de hidrogênio Projetos de GNL exigem flanges Classe 600 e Classe 900 WN em aço inoxidável e ligas graus para serviço criogênico os mesmos graus que enfrentam os prazos de entrega mais estendidos do moinho.

A análise dos volumes de pesquisa on-line para flange de tubo de pescoço de solda “weld” apresenta este padrão de demanda: o volume de palavras-chave aumentou de pesquisas mensais de c.50 em maio de 2025 para mais de 1.000 pesquisas por mês até outubro de 2025, indicando um pico de pesquisa de compras que foi paralelo ao anúncio de alguns Projetos de terminais de GNL no final de 2025.

Para compras normais em 2025-2026: flanges de pescoço de solda Classe 900 e Classe 1500 produzidas no exterior em NPS 8″ e superiores estão geralmente disponíveis dentro de um prazo de 6 a 12 semanas no final de 2025, mas devido a restrições de capacidade de forja e ao aumento da demanda de programas de transição energética. Finalizar as especificações do projeto antes do trimestre 2 de 2026, para garantir que os preços da Classe 600+ e a estabilidade do cronograma da fábrica possam evitar atrasos críticos no caminho.

Perguntas frequentes

Para que é utilizado um flange de tubo de pescoço de solda?

Qual é a diferença entre ASME B16.5 e ASME B16.47?

Um flange de gargalo de solda pode ser usado com um encaixe de solda de soquete?

Como especifico o furo correto para um flange de gargalo de solda?

Os flanges do pescoço da solda são adequados para temperaturas abaixo de zero?

Quando não devo usar flange de gargalo de solda?

Sobre Este Guia

Este guia de especificação baseia-se em dados dimensionais e de classificação de pressão-temperatura ASME B16.5 (edição de 2017), padrões de materiais ASTM (A105, A350, A182, A694), Código de tubulação de processo ASME B31.3 (incluindo atualizações de curva de fadiga da edição de 2022) e ASME PCC- 1 -Diretrizes de montagem de juntas aparafusadas de 2019.

Os dados da tabela de dimensões foram cruzados em relação a duas fontes de referência independentes publicadas As classificações de pressão-temperatura foram confirmadas em relação a dois bancos de dados de referência da indústria, Onde os dados representam consenso de engenharia ou referência de fonte única, a linguagem limitante é usada.

Visitar Guia do produto flange de pescoço de solda da Balingsteel para preços atuais, prazos de entrega e disponibilidade de tamanho personalizado.

Revisado pela equipe de engenharia Balingsteel A Balingsteel fabrica e fornece flanges de pescoço de solda ASME B16.5 em aço carbono, aço inoxidável e graus de liga para aplicações de petróleo e gás, petroquímica e geração de energia Visite o página do produto flange pescoço solda para especificações dimensionais, tamanhos personalizados e preços em massa.