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O que realmente significa uma classe de pressão

A ASME B16.5, "Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24 Metric/Inch Standard", define os flanges por classe de pressão, e não por uma pressão fixa em bar ou psi. As sete classes são 150, 300, 400, 600, 900, 1500 e 2500. O número da classe é uma designação adimensional. A pressão que um flange pode realmente suportar depende de dois outros fatores: o grupo de material e a temperatura de operação.

Um flange Classe 300, portanto, não significa 300 psi. Significa um flange cuja pressão admissível a uma dada temperatura é obtida nas tabelas de classificação da norma.

Por que as classificações diminuem com o aumento da temperatura

O aço perde resistência em temperatura elevada; por isso, a pressão de trabalho permitida diminui à medida que a temperatura aumenta. Cada grupo de material da ASME B16.5 possui sua própria tabela de pressão-temperatura. As tabelas indicam a pressão manométrica máxima admissível em temperaturas escalonadas e aplicam-se ao flange, aos parafusos e à junta de vedação como um conjunto.

Dois pontos são frequentemente ignorados:

• O valor mais alto de uma tabela aplica-se a uma temperatura de referência baixa, e não à temperatura de projeto real.
• Os valores entre as temperaturas listadas só podem ser interpolados conforme permitido pela norma. Verifique o texto da cláusula pertinente.

Grupos de materiais

A ASME B16.5 classifica os materiais abrangidos em grupos (a Tabela 1A da norma lista os materiais e atribui a cada um um número de grupo). Exemplos de materiais forjados comumente atribuídos a grupos são:

Não presuma que dois materiais com nomes semelhantes tenham a mesma classificação. Um flange de aço carbono e um de aço inoxidável da mesma classe têm pressões admissíveis diferentes na mesma temperatura. Alguns graus de aço inoxidável também têm classificações distintas conforme o teor de carbono ou a condição de tratamento térmico. Sempre identifique primeiro o número do grupo e depois a tabela.

Escolha de uma classe

A sequência é simples:

• Estabeleça a pressão e a temperatura de projeto, incluindo condições de anomalia.
• Identifique o material do flange e seu grupo na ASME B16.5.
• Consulte a tabela desse grupo e encontre a menor classe cuja pressão admissível na temperatura de projeto atenda ou supere a pressão de projeto.

A Classe 150 é a classe mais baixa. Em temperaturas mais altas, sua capacidade cai de forma acentuada; por isso, não é intercambiável com uma classe escolhida apenas pela pressão. As Classes 900, 1500 e 2500 são usadas em serviços severos e, para essas classes, a norma tem regras específicas sobre dimensões e sobre o uso de tamanhos maiores. Observe que a Classe 2500 é abrangida pela norma apenas até uma faixa limitada de tamanhos; confirme os limites de tamanho na edição que você utiliza.

Outros fatores que afetam a classificação

• Face: as faces com ressalto, face plana e junta de anel (RTJ) têm regras dimensionais diferentes, incluindo a altura do ressalto nas Classes 150 e 300 em comparação com as classes superiores.
• Tipo de flange: flanges de pescoço para solda, sobrepostos (slip-on), de encaixe para solda, roscados, de junta sobreposta (lap joint) e cegos são todos classificados por classe, mas cada tipo tem seus próprios limites de tamanho e de uso.
• Parafusos e juntas: a classificação pressupõe a seleção adequada de parafusos e juntas. As dimensões das juntas são tratadas pela ASME B16.20 (metálicas) e pela ASME B16.21 (não metálicas).
• Parede do tubo: um flange de pescoço para solda deve ter o furo usinado para corresponder ao schedule ou à espessura de parede do tubo conforme a ASME B36.10M ou ASME B36.19M.
• Tamanhos maiores: os flanges acima de NPS 24 são abrangidos pela ASME B16.47 (Séries A e B), e não pela B16.5.

Comparação com outros sistemas

A EN 1092-1 usa designações PN e seus próprios grupos de materiais, com classificações dadas nas tabelas da EN 1092-1. Os flanges DIN (predecessores nacionais da série EN) e os flanges GOST 33259 também seguem uma lógica PN. A AS 4087 aplica-se na Austrália. PN e classe não são diretamente equivalentes: flanges classe 150 e PN 20 ou PN 16 podem compartilhar alguns padrões de furação em certos tamanhos, mas não devem ser tratados como intercambiáveis sem verificar as dimensões e as classificações em cada norma.

Lista de verificação do comprador

• Indique a norma e a edição, por exemplo ASME B16.5 com o ano.
• Informe a classe, o tamanho (NPS), o tipo e a face.
• Especifique o material com a designação ASTM exata, incluindo o grau e quaisquer requisitos suplementares, como ensaio de impacto.
• Forneça a pressão e a temperatura de projeto e verifique-as na tabela do grupo correto.
• Informe o schedule do tubo para os furos dos flanges de pescoço para solda.
• Defina os requisitos de junta, parafusos e acabamento da face.
• Solicite o tipo de certificado do material, como EN 10204 3.1, e quaisquer requisitos de marcação.
• Confirme os limites de tamanho para a classe e use a ASME B16.47 para NPS acima de 24.