ASME B16.5 é o padrão de flange mais amplamente utilizado no mundo, regendo flanges de tubos e conexões flangeadas de NPS ½ a NPS 24 em sistemas de tubulação de petróleo, gás, petroquímicos e de processo. Ele define tudo o que uma equipe de compras ou engenheiro de tubulação precisa para especificar um flange corretamente: as sete classes de pressão (150 a 2.500), classificações de pressão-temperatura por grupo de material, tipos de face, dimensões do furo, requisitos de aparafusamento e marcação. Errar em qualquer um desses parâmetros pode significar uma incompatibilidade dispendiosa na junta flangeada ou, pior, um vazamento em serviço.
A ZC Steel Pipe fabrica e exporta flanges ASME B16.5 em aço carbono, liga de aço e aço inoxidável, cobrindo todas as sete classes de pressão e todos os tipos de flange padrão - pescoço de solda, deslizamento, cego, solda de encaixe, roscado e junta sobreposta. Fornecemos flanges para oleodutos e gasodutos, plantas petroquímicas e projetos de tubulações de processo em toda a África, Oriente Médio e América do Sul.
CONTEÚDO
O que é ASME B16.5?
As Sete Classes de Pressão
Classificações de pressão-temperatura por grupo de materiais
Tipos de flange cobertos por B16.5
Tipos de face de flange — RF, FF, RTJ e outros
Dimensões e tamanhos de furo
Materiais para flanges ASME B16.5
Requisitos de aparafusamento e gaxeta
ASME B16.5 vs ASME B16.47 – Qual padrão se aplica?
Perguntas frequentes
1. O que é ASME B16.5?
DEFINIÇÃO PADRÃO — ASME B16.5 ASME B16.5 (Flanges de tubo e acessórios flangeados: padrão NPS ½ até NPS 24 métrico/polegada) é publicado pela Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos. Ela estabelece classificações de pressão-temperatura, materiais, dimensões, tolerâncias, marcações e testes para flanges em NPS ½ a NPS 24. A norma se aplica a flanges feitos de materiais fundidos ou forjados. É referenciado pela ASME B31.3 (Tubulação de Processo), ASME B31.4 (Tubulação de Líquido), ASME B31.8 (Transmissão de Gás) e praticamente todos os principais códigos de tubulação em todo o mundo.
A ASME B16.5 organiza suas classificações de pressão em torno de duas variáveis: a classe de pressão e o grupo de materiais. A pressão de trabalho real permitida de um flange em uma determinada temperatura é determinada observando a interseção dessas duas variáveis nas tabelas de classificação de pressão-temperatura da norma. Isso significa que dois flanges estampados como “Classe 300”, mas feitos de materiais diferentes, podem ter classificações de pressão significativamente diferentes – o número da classe por si só não é suficiente para determinar a classificação real.
A norma cobre NPS ½ até NPS 24. Para flanges acima de NPS 24, consulte ASME B16.47 (Série A ou B), que estende a cobertura até NPS 60.
2. As Sete Classes de Pressão
ASME B16.5 define sete classes de pressão. O número da classe originou-se da classificação de pressão aproximada (em psi) de um flange de aço carbono Classe X a 850°F (454°C) — uma convenção agora amplamente histórica. O que importa na prática é a tabela de pressão-temperatura para o grupo de material específico, e não apenas o número da classe.
| Classe |
Aprox. MAWP a 38°C — Aço Carbono A105 (bar/psi) |
Aplicação Típica |
| 150 |
19,6 bar/285 psi |
Linhas de serviços públicos de baixa pressão, água, vapor ≤ 200°C |
| 300 |
51,1 bar/740 psi |
Distribuição de gás, tubulação de processo de pressão moderada |
| 400 |
68,1 bar/990 psi |
Menos comum; classe de transição entre 300 e 600 |
| 600 |
102,1 bar/1480 psi |
Transmissão de gás e petróleo de alta pressão, refinarias |
| 900 |
153,4 bar/2.220 psi |
Vapor de alta pressão, injeção de gás, aplicações HPHT |
| 1500 |
255,6 bar/3705 psi |
Pressão muito alta — cabeças de poço, coletores de injeção de gás |
| 2500 |
425,5 bar/6170 psi |
Pressão extrema — poço profundo submarino HPHT |
Nota de Aquisição – Classe 400 Raramente Especificada A Classe 400 foi introduzida para preencher a lacuna entre a Classe 300 e a Classe 600, mas raramente é especificada em projetos modernos. Muitas usinas possuem estoque limitado ou nenhum estoque da Classe 400 – normalmente requer uma quantidade mínima de pedido e um prazo de entrega mais longo. Se a pressão do seu projeto estiver entre a Classe 300 e a Classe 600, a maioria dos engenheiros simplesmente passa para a Classe 600. Especifique a Classe 400 somente se o código do seu projeto ou a especificação do cliente exigir explicitamente e esteja preparado para prazos de aquisição mais longos.
3. Classificações de pressão-temperatura por grupo de materiais
ASME B16.5 organiza materiais em grupos – atualmente 31 grupos para materiais fundidos e forjados. Cada grupo tem sua própria tabela de classificação de pressão e temperatura. Os grupos de materiais mais comumente usados em tubulações de petróleo e gás são:
| Grupo de materiais |
típica do material ASTM |
Descrição |
Classe 150 MAWP a 38°C |
Classe 300 MAWP a 38°C |
| 1.1 |
A105, A181 Gr.70 |
Aço carbono – padrão |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 1.2 |
A216 WCB, A515 Gr.70 |
Aço carbono – fundido |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 1.13 |
A350LF2 |
Aço carbono – baixa temperatura |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 2.1 |
A182 F11, F22 |
Liga de aço 1¼Cr–½Mo / 2¼Cr–1Mo |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 2.3 |
A182 F5, F9 |
Liga de aço 5Cr–½Mo / 9Cr–1Mo |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 3.1 |
A182 F304, F316 |
Aço inoxidável austenítico (série 300) |
15,1 bar (220 psi) |
39,8 bar (578 psi) |
| 3.2 |
A182 F304L, F316L |
SS austenítico de baixo carbono |
13,8 bar (200 psi) |
36,2 bar (525 psi) |
Ponto crítico de engenharia – Flanges inoxidáveis têm classificações mais baixas que o aço carbono Um erro de especificação comum: flanges de aço inoxidável austenítico (Grupos 3.1, 3.2) têm classificações de pressão-temperatura mais baixas do que flanges de aço carbono da mesma classe. Um flange Classe 150 A182 F316L tem classificação de apenas 13,8 bar a 38°C — contra 19,6 bar para a mesma classe em aço carbono A105. Isso ocorre porque o aço inoxidável austenítico tem menor resistência ao escoamento em temperaturas elevadas do que o aço carbono. Sempre verifique a classificação PT em relação à tabela de grupos de materiais, e não apenas ao número da classe, ao misturar materiais em um sistema de tubulação.
4. Tipos de flange cobertos por B16.5
Pescoço de solda (WN)
Cubo:
Furo cônico longo
Solda:
Solda de topo ao tubo
Resistência:
Mais alta – solda de penetração total
Ideal para:
serviços críticos, cíclicos e de alta pressão
Deslizamento (SO)
Hub:
Curto – o tubo desliza
Solda:
Duas soldas de ângulo – interna e externa
Força:
Aprox. 2/3 do pescoço de solda
Melhor para:
Pressão mais baixa, serviço geral, alinhamento fácil
Cego (BL)
Cubo:
Placa sólida – sem furo
Solda:
Aparafusado – sem soldagem
Uso:
Encerrar ou isolar extremidades do pipeline
Melhor para:
Todas as classes de pressão, supressão de testes
Solda de soquete (SW)
Cubo:
furo de soquete embutido
Solda:
Solda de filete único – apenas externamente
Limite de tamanho:
NPS ½ – NPS 3 típico
Ideal para:
Linhas de instrumentos de alta pressão com furo pequeno
Rosqueado (TH)
Hub:
rosca interna NPT
Solda:
Não é necessária soldagem
Uso:
Utilitário de baixa pressão, conexões temporárias
Melhor para:
Onde a soldagem não é possível
Junta sobreposta (LJ)
Cubo:
Furo plano - usado com ponta de ponta
Solda:
Ponta soldada ao tubo; flange solta
Utilização:
Desmontagem frequente; tubo revestido/revestido
Melhor para:
Onde a rotação do flange auxilia no alinhamento dos parafusos
Insights de engenharia — O pescoço de solda nem sempre é obrigatório Os flanges de pescoço de solda são o tipo mais resistente e geralmente são especificados por padrão em projetos de petróleo e gás. No entanto, os flanges deslizantes são totalmente aceitáveis sob ASME B16.5 para serviços Classe 150 e 300 em condições de carga não cíclica e sem choque e podem reduzir o custo e o tempo de instalação para sistemas de grande diâmetro e baixa pressão. A restrição aos flanges deslizantes normalmente vem das especificações da empresa ou dos padrões do projeto – e não do próprio B16.5. Revise as especificações de tubulação aplicáveis antes de atualizar automaticamente todos os flanges para pescoço de solda.
5. Tipos de face de flange – RF, FF, RTJ e outros
| Tipo de face |
Abreviatura |
Descrição |
típica de junta |
Aplicação |
| Rosto levantado |
RF |
Área de contato circular elevada — 1,6 mm para Classe 150/300; 6,4 mm para classe 400–2500 |
Enrolamento em espiral, junta de folha |
Mais comum – usado na maioria das tubulações de petróleo e gás |
| Rosto plano |
FF |
Assento de face inteira – face inteira do flange entra em contato com a gaxeta |
Junta macia de face inteira |
Conexão a flanges de ferro fundido ou não metálicos — evita tensões de flexão |
| Junta tipo anel |
RTJ |
A ranhura usinada aceita junta de anel metálico (oval ou octogonal) |
Anel metálico (R, RX, BX) |
Alta pressão, alta temperatura, serviço crítico; conexões de cabeça de poço e XT |
| Masculino / Feminino |
M/F |
Um flange tem face elevada, outro tem recesso correspondente |
Folha ou ferida em espiral |
Bombas, compressores — junta autocentrante |
| Língua e ranhura |
T&G |
Língua estreita e elevada em um flange, ranhura correspondente no outro |
Junta de anel estreito |
Trocadores de calor, vasos — junta confinada |
Ponto crítico de engenharia — Nunca combine flanges RF e FF Flanges de face elevada e de face plana nunca devem ser aparafusados diretamente. Um flange de face elevada aparafusado a um flange de face plana concentra a carga da gaxeta apenas na parte elevada, fazendo com que o flange de face plana (geralmente ferro fundido ou material de menor resistência) dobre e quebre sob a carga do parafuso. Se o seu projeto exigir conexão de flanges RF e FF, a face elevada deverá ser usinada plana ou uma junta de face completa e torque de parafuso controlado deverá ser usado. Este é um erro de campo comum com consequências reais de falha.
6. Dimensões e tamanhos de furo
ASME B16.5 define o diâmetro externo, o diâmetro do círculo do parafuso, o número e o diâmetro dos furos dos parafusos e a espessura mínima do flange para cada combinação de NPS e classe. As dimensões do furo são definidas pela tabela de tubos usada — B16.5 fornece tabelas de furos para programações padrão, XS (extra forte) e XXS, bem como uma variedade de programações intermediárias.
| NPS |
Classe 150 DE (mm) |
Classe 300 DE (mm) |
Classe 600 DE (mm) |
Nº de parafusos (Cl. 150) |
Nº de parafusos (Cl. 300/600) |
| ½' |
89 |
95 |
95 |
4 |
4 |
| 1' |
108 |
124 |
124 |
4 |
4 |
| 2' |
152 |
165 |
190 |
4 |
8 |
| 4' |
229 |
254 |
273 |
8 |
8 |
| 6' |
279 |
318 |
356 |
8 |
12 |
| 8' |
343 |
381 |
419 |
8 |
12 |
| 10' |
406 |
444 |
508 |
12 |
16 |
| 12' |
483 |
521 |
559 |
12 |
16 |
| 16' |
597 |
648 |
711 |
16 |
20 |
| 20' |
711 |
775 |
864 |
20 |
24 |
| 24' |
813 |
914 |
1016 |
20 |
24 |
Nota: As dimensões acima são para flanges com pescoço de solda RF. Slip-on, cego e outros tipos têm o mesmo diâmetro externo e círculo de parafuso, mas diferem em espessura e furo. Consulte sempre a tabela B16.5 aplicável para o tipo de flange específico e a classe necessária.
7. Materiais para flanges ASME B16.5
7.1 Aço Carbono
O material dominante para flanges B16.5 em serviços de petróleo e gás. ASTM A105 (forjado) e A216 WCB (fundido) são os graus padrão para serviços em temperatura ambiente a moderada. Para serviço em baixa temperatura abaixo de -29°C, a norma ASTM A350 LF2 (testada contra impacto) é especificada. Para serviço ácido (H₂S), aplicam-se requisitos adicionais de HIC e SSCC.
7.2 Liga de Aço
Para serviços em temperatura elevada ou alta pressão, os flanges de liga de aço estendem a capacidade de pressão-temperatura além do aço carbono. Os graus comuns incluem A182 F11 (1¼Cr–½Mo), A182 F22 (2¼Cr–1Mo) e A182 F5/F9 (5Cr e 9Cr–1Mo) para refinaria e serviços de processos de alta temperatura.
7.3 Aço Inoxidável
Flanges de aço inoxidável austenítico para A182 F304, F316, F304L e F316L são usados para serviços corrosivos, aplicações criogênicas e tubulações alimentícias/farmacêuticas. Observe que os flanges inoxidáveis têm classificações de pressão mais baixas do que o aço carbono da mesma classe – consulte a Seção 3 acima. As classes de aço inoxidável duplex e superduplex são usadas para ambientes de serviço offshore altamente corrosivos e ácidos.
| material do Temp |
de ASTM |
do grupo da categoria B16.5 |
da faixa |
Aplicação típica |
| Aço carbono |
A105 |
1.1 |
−29°C a 425°C |
Petróleo e gás padrão, tubulação de processo |
| CS de baixa temperatura |
A350LF2 |
1.13 |
−46°C a 343°C |
GNL, criogênico, clima frio |
| 1¼Cr–½Mo |
A182 F11 |
2.1 |
−29°C a 593°C |
Refinaria, processo de temperatura elevada |
| 2¼Cr–1Mo |
A182 F22 |
2.1 |
−29°C a 593°C |
Hidrocraqueamento de alta temperatura, reformadores |
| 316SS |
A182 F316 |
3.1 |
−196°C a 538°C |
Serviço corrosivo, offshore |
| Aço inoxidável 316L |
A182 F316L |
3.2 |
−196°C a 454°C |
Serviço ácido, ambientes com cloreto |
8. Requisitos para parafusos e juntas
ASME B16.5 especifica o tamanho, comprimento e quantidade do parafuso para cada NPS e classe. Os materiais padrão dos parafusos são pinos ASTM A193 B7 com porcas sextavadas pesadas A194 2H – o padrão para a maioria das juntas flangeadas de aço carbono e liga. Para serviços em baixas temperaturas, são utilizados parafusos A320 L7 / A194 4. Para flanges inoxidáveis, os parafusos A193 B8M/A194 8M (inox 316) são comuns.
Nota sobre aquisição — O tipo de gaxeta deve corresponder ao tipo de face e ao serviço Especificar a classe e o material do flange é apenas metade do trabalho — a seleção da gaxeta é igualmente crítica e deve ser especificada no pedido de compra. Juntas espirais (SWG) com anel interno de aço carbono ou inoxidável são padrão para flanges RF em serviços de petróleo e gás. As juntas de folha (fibra comprimida sem amianto, CNAF) são usadas para serviços públicos de baixa pressão e flanges de face inteira. As juntas de anel metálico RTJ são especificadas pelo número do anel (por exemplo, R-24 para NPS 4 Classe 300) e material. Uma junta especificada incorretamente para a temperatura de serviço ou classe de pressão é uma causa comum de vazamentos no flange.
9. ASME B16.5 vs ASME B16.47 – Qual padrão se aplica?
| Série padrão |
de cobertura NPS |
/ |
aplicação típica equivalente |
| ASME B16.5 |
NPS ½ – NPS 24 |
- |
A maioria dos flanges de processos e tubulações |
| ASME B16.47 Série A |
NPS 26 – NPS 60 |
Equivalente a MSS SP-44 |
Flanges de tubulação de grande diâmetro (tipo API) |
| ASME B16.47 Série B |
NPS 26 – NPS 60 |
Equivalente à API 605 |
Flanges de tubulação de processo de grande diâmetro |
Os flanges da Série A (equivalente a MSS SP-44) são mais pesados e mais caros do que a Série B para o mesmo NPS e classe, mas correspondem ao círculo de parafusos dos flanges B16.5 no limite NPS 24 - o que significa que um flange NPS 26 da Série A será aparafusado diretamente a um flange B16.5 NPS 24 da mesma classe. Os flanges da Série B não compartilham essa compatibilidade. Isso é importante para projetos onde transições de tubos de grande diâmetro para seções coletoras de diâmetro menor.
10. Perguntas frequentes
O que é ASME B16.5?
ASME B16.5 é o padrão americano para flanges de tubos e acessórios flangeados de NPS ½ a NPS 24. Ele define sete classes de pressão (150 a 2500), classificações de pressão-temperatura por grupo de material, tipos de face de flange, dimensões de furo, requisitos de aparafusamento e marcação. É o padrão de flange mais amplamente referenciado em tubulações de petróleo, gás, petroquímica e processos em todo o mundo, e é citado por todos os principais códigos de projeto de tubulação, incluindo ASME B31.3 e B31.8.
Quais são as classes de pressão ASME B16.5?
ASME B16.5 define sete classes de pressão: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 e 2500. O número da classe não indica diretamente a classificação de pressão – a pressão de trabalho real permitida depende da classe e do grupo de materiais. Para aço carbono A105 padrão a 38°C, as classificações variam de aproximadamente 19,6 bar (Classe 150) a 425,5 bar (Classe 2500). As classificações diminuem à medida que a temperatura operacional aumenta.
Qual é a diferença entre faces de flange RF, FF e RTJ?
RF (Raised Face) é o tipo mais comum, com uma pequena área de contato circular elevada que concentra a carga do parafuso na gaxeta. FF (Flat Face) não possui área elevada e é usado na conexão com ferro fundido ou flanges não metálicos. RTJ (Ring Type Joint) possui uma ranhura usinada que aceita uma junta de anel metálico, usada para serviços críticos e de alta pressão. Os flanges RF e FF nunca devem ser aparafusados sem modificação, pois isso danificará o flange de face plana de menor resistência.
Qual é a diferença entre ASME B16.5 e ASME B16.47?
ASME B16.5 cobre NPS ½ a NPS 24. ASME B16.47 cobre flanges de grande diâmetro de NPS 26 a NPS 60, em duas séries: Série A (equivalente a MSS SP-44, mais pesado, uso em tubulação) e Série B (equivalente a API 605, mais leve, uso em tubulação de processo). As dimensões e os padrões de parafusos não são intercambiáveis entre B16.5 e B16.47, exceto na transição NPS 24/26 para flanges Série A, que são projetados para serem compatíveis com parafusos com B16.5 nesse limite.
O que é ASTM A105 e quando é usado?
ASTM A105 é o material de aço carbono forjado mais comum para flanges ASME B16.5. Ele fornece resistência à tração mínima de 485 MPa e rendimento mínimo de 250 MPa, e é adequado para serviços de -29°C a aproximadamente 425°C. A105 se enquadra no Grupo de Materiais 1.1 em B16.5. É o material de flange padrão para a maioria das aplicações de tubulações de petróleo e gás e de processo em temperaturas moderadas. Para temperaturas mais baixas, é utilizado A350 LF2 (testado contra impacto). Para serviços em temperaturas elevadas, são especificados tipos de aço-liga como A182 F11 ou F22.
Quais tipos de flange são cobertos pela ASME B16.5?
ASME B16.5 cobre pescoço de solda (WN), deslizamento (SO), solda de soquete (SW), roscado (TH), cego (BL), junta sobreposta (LJ) e flanges redutores. O pescoço de solda é o mais forte e mais amplamente especificado para tubulações de pressão. Flanges cegos são usados para terminar ou bloquear a extremidade de uma tubulação. Soquete soldado e roscado são usados para conexões de pequeno diâmetro. Os flanges de junta sobreposta são usados com extremidades de ponta para aplicações que exigem desmontagem frequente ou onde a rotação do flange auxilia no alinhamento do furo do parafuso.
Fonte de flanges ASME B16.5 do tubo de aço ZC
A ZC Steel Pipe fabrica e exporta flanges ASME B16.5 em todas as sete classes de pressão (150 a 2500) e todos os tipos padrão - pescoço de solda, deslizamento, cego, solda de encaixe, roscado e junta sobreposta. Os materiais incluem ASTM A105, A350 LF2, A182 F11/F22/F316L e aço inoxidável duplex/superduplex. Documentação completa do MTC, inspeção de terceiros e dimensões de furo personalizadas disponíveis.
Fornecemos flanges para oleodutos e gasodutos, refinarias, plantas petroquímicas e projetos de tubulações de processo em toda a África, Oriente Médio e América do Sul.
Mandy. w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Solicite um orçamento
