blog sobre Normas globais de flanges que comparam ASME EN e JIS

Em sistemas de tubulação industrial, os flanges servem como componentes críticos para conectar tubos, válvulas e outros equipamentos. A seleção das normas de flange apropriadas impacta diretamente a segurança e a confiabilidade do sistema. Com inúmeras normas disponíveis — incluindo ASME, EN, JIS e outras — engenheiros e profissionais de compras frequentemente enfrentam desafios para determinar a opção mais adequada para suas aplicações específicas.

As normas de flange estabelecem especificações para dimensões, materiais, classificações de pressão e outros parâmetros-chave para garantir a intercambialidade entre produtos de diferentes fabricantes. Essa padronização mantém a compatibilidade e a capacidade de manutenção dentro dos sistemas de tubulação. As principais normas internacionais de flange incluem:

• ASME/ANSI (American Society of Mechanical Engineers/American National Standards Institute): Representadas pela ASME B16.5, essas normas dominam nas indústrias de petróleo, gás e química, particularmente na América do Norte. Elas usam classificações de pressão em classe de libra (Classe), como 150LB ou 300LB.
• EN (Norma Europeia): A EN 1092-1 serve como a principal norma para flanges de aço na Europa, empregando classificações de pressão nominal (PN), como PN6 ou PN16.
• JIS (Japanese Industrial Standard): A JIS B2220 prevalece nos mercados asiáticos, com classificações de pressão medidas em unidades K (kg/cm²) como 5K ou 10K.
• AS (Australian Standard): AS2129 (adaptação métrica da British Standard BS10) e sua versão atualizada AS4087, que adotou classificações PN.
• ISO (Organização Internacional para Padronização): A ISO 7005 tenta harmonizar as normas globais, embora a unificação completa ainda não tenha sido alcançada.
• API (American Petroleum Institute): A API 6A especifica flanges para equipamentos de cabeças de poços de petróleo com requisitos de pressão excepcionalmente alta.

A norma ASME B16.5 emprega classificações de classe de libra (150LB a 2500LB) para classificar as capacidades de pressão dos flanges. Essas classificações representam níveis de pressão em vez de valores absolutos, com cada classe apresentando dimensões, espessuras e configurações de furos de parafusos distintas.

Esta norma europeia sucedeu várias normas nacionais (como a DIN 2501 da Alemanha e a BS4504 da Grã-Bretanha), implementando classificações PN de PN2.5 a PN100. A série EN1092 acomoda diferentes materiais por meio de normas suplementares para flanges de ferro fundido (EN1092-2), liga (EN1092-3) e alumínio (EN1092-4).

As normas japonesas enfatizam a precisão dimensional, usando unidades de pressão K (5K-30K). Normas JIS adicionais (B2239-B2241) abordam tipos específicos de flanges, refletindo a cultura de engenharia meticulosa do Japão.

Projetados para condições extremas na extração de petróleo, os flanges API 6A suportam pressões excepcionalmente altas (2000PSI a 15000PSI), temperaturas e ambientes corrosivos.

Os engenheiros frequentemente encontram situações que exigem conversões de classificação de pressão entre normas. Embora existam equivalências aproximadas — como Classe 150 ≈ PN20 ou Classe 300 ≈ PN50 — essas relações não são matematicamente precisas. Os efeitos da temperatura e as propriedades dos materiais exigem consulta a tabelas abrangentes de classificação de pressão-temperatura para conversões precisas.

A escolha de flanges apropriados requer análise multidimensional:

1. Condições de Operação: Avalie as pressões e temperaturas de trabalho em relação às classificações dos flanges, consultando as tabelas de pressão-temperatura para limitações específicas do material.
2. Características do Meio: Considere o potencial de corrosão, inflamabilidade e toxicidade ao selecionar materiais (aço inoxidável, ligas, etc.).
3. Métodos de Conexão: Selecione entre configurações rosqueadas, soldadas ou de junta sobreposta com base nos requisitos de pressão e nas necessidades de manutenção.
4. Normas Regionais: Alinhe-se com as normas predominantes na localização geográfica do projeto (ASME para a América do Norte, EN para a Europa).
5. Fatores Econômicos: Equilibre os custos iniciais com as despesas do ciclo de vida, incluindo instalação e manutenção.
6. Intercambialidade: Priorize a compatibilidade com os componentes do sistema existente para futuras manutenções.

As classificações de pressão dos flanges diminuem à medida que as temperaturas aumentam devido à redução da resistência do material. A ASME B16.5 fornece tabelas extensas de pressão-temperatura para vários materiais. Por exemplo:

Essas tabelas demonstram como as pressões permissíveis diminuem significativamente em temperaturas elevadas, particularmente para aços carbono acima de 425°C, onde a transformação de carboneto pode ocorrer.

A seleção adequada de flanges forma a pedra angular de sistemas de tubulação seguros e confiáveis. Ao entender completamente as normas globais, as relações pressão-temperatura e os requisitos específicos da aplicação, os engenheiros podem tomar decisões informadas que garantem o sucesso operacional a longo prazo. Essa abordagem abrangente para a especificação de flanges, em última análise, protege os processos industriais e protege ativos valiosos.