Visão geral
Umflange de orifícioé um flange de tubo fabricado com conexões de tomada de pressão, utilizado com uma placa de orifício para medir a vazão de fluido por pressão diferencial. A placa de orifício cria uma restrição controlada no tubo. A pressão é medida a montante e a jusante da placa, e o diferencial resultante é utilizado pelo cálculo de vazão ou sistema transmissor.
Os flanges de orifício são normalmente fornecidos como um par combinado ou união de flange. A montagem pode incluir dois flanges, tomadas de pressão, parafusos de macaco, bujões, juntas, pinos, porcas e uma placa de orifício, dependendo da especificação de compra. ASME B16.36 é o principal padrão dimensional da ASME para flanges de orifício e cobre configurações específicas de pescoço de solda, deslizamento e rosca dentro de classes de classificação definidas.
Um flange de orifício não é apenas um flange padrão com furos aleatórios. A localização do macho, orientação, formato da rosca, furo, ajuste da placa, faceamento, alinhamento e direção de instalação influenciam a confiabilidade da medição e a integridade da junta.
Por que é importante para componentes de tubos
A medição do fluxo com pressão diferencial depende da geometria controlada. Se o furo do flange estiver deslocado, a placa for instalada ao contrário, as tomadas de pressão estiverem bloqueadas ou a gaxeta penetrar no furo, o diferencial medido pode não representar a condição de vazão pretendida.
O conjunto de flanges também suporta cargas normais de tubulação e contém pressão. Deve, portanto, satisfazer os requisitos de medição e de tubulação. O grau do material, a classificação de pressão-temperatura, a tolerância à corrosão, a resistência a baixas temperaturas, as restrições de serviço ácido e a seleção dos parafusos permanecem importantes, mesmo que o componente esteja associado à instrumentação.
Os detalhes do flange de orifício afetam as conexões de tubulação e válvulas próximas. Cotovelos, redutores, tês, válvulas de controle e válvulas parcialmente abertas podem perturbar o perfil de velocidade a montante da placa. O projeto de medição normalmente estabelece comprimentos retos exigidos ou disposições de condicionamento de fluxo. O fornecedor do flange não deve decidir esses comprimentos de forma independente, mas deve fabricar o conjunto de flanges com a geometria especificada.
Flanges de orifício cotados incorretamente geralmente resultam de informações ausentes: tipo de flange, classe, material, furo programado, tipo de macho, orientação do macho, faceamento e se o cliente requer apenas uma união completa ou um par de flanges.
Métodos, parâmetros ou processo
Um conjunto típico de medição de orifício-flange funciona nesta sequência:
1. O fluido flui através do tubo em direção à placa de orifício. 2. A abertura da placa acelera o fluido e produz uma queda de pressão. 3. As tomadas de pressão a montante e a jusante transmitem pressão para a tubulação, coletores ou um transmissor de pressão diferencial. 4. O diferencial medido é combinado com furo, fluido, densidade, temperatura e outros dados de projeto para determinar a vazão. 5. Os parafusos jack podem ajudar a separar os flanges durante a remoção ou substituição da placa.
Campos de especificação importantes incluem:
| Parâmetro | Requisito Típico |
|---|---|
| Padrão de flange | ASME B16.36 ou padrão específico do projeto |
| Estilo de flange | Pescoço de solda, deslizante ou rosqueado quando permitido |
| Tamanho nominal | NPS ou DN |
| Classe de classificação | Conforme especificado pela norma e design aplicáveis |
| Material | Aço carbono, aço de baixa temperatura, aço inoxidável, liga de aço |
| Enfrentando | Face elevada ou junta tipo anel conforme especificado |
| Furo | Compatível com o diâmetro interno do tubo ou com os requisitos do cronograma |
| Toque em conexão | Tamanho e formato da rosca, saída de encaixe para solda ou detalhe do projeto |
| Orientação de toque | Orientação horizontal, vertical ou angular mostrada no desenho |
| Placa | Furo, espessura, material, direção da borda, marcação do cabo |
| Acessórios | Parafusos de macaco, plugues, pinos, porcas, juntas |
| Documentação | MTC, dimensões, NDE, PMI, revestimento, dados relacionados à calibração |
Os flanges com orifício de pescoço soldado são comumente selecionados para tubulações de pressão exigentes porque o cubo soldado de topo fornece um caminho de carga suave e permite que o furo corresponda ao tubo. As configurações deslizantes ou rosqueadas podem estar disponíveis apenas dentro das faixas permitidas pela norma vigente e pelas especificações do projeto.
O furo do flange merece atenção especial. Um passo acentuado entre o diâmetro interno do tubo e o furo do flange pode perturbar o fluxo. O pedido de compra deve indicar o cronograma do tubo ou o furo real, especialmente quando a parede do tubo for diferente de um cronograma comum. O fornecedor não deve ampliar ou reduzir o diâmetro sem aprovação.
As torneiras de pressão devem ser usinadas de forma limpa e permanecer abertas após o revestimento ou preservação. As roscas devem ser verificadas com medidores adequados. Os plugues de derivação e as conexões do instrumento devem usar materiais e métodos de vedação compatíveis.
Para uma união de flange completa, a placa deve ser identificada por tamanho, diâmetro interno, material, padrão de projeto, direção do fluxo, número da etiqueta e qualquer requisito de relação beta fornecido pelo engenheiro de fluxo. A borda e a concentricidade da placa são características de precisão e devem ser protegidas durante o manuseio.
Lista de verificação de fornecedor e inspeção
- Confirme se a solicitação é para um flange, um par ou uma união completa do flange de orifício.
- Verifique o padrão vigente e a edição do projeto.
- Indique o tipo, tamanho, classe, revestimento, material e programação do tubo ou furo real do flange.
- Confirme o tamanho da torneira de pressão, formato da rosca, número, orientação e requisitos do plugue.
- Verifique a quantidade, localização e rosca dos parafusos de macaco.
- Inspecione o diâmetro externo do flange, a espessura, o cubo, o círculo do parafuso, os furos dos parafusos, o revestimento e o furo.
- Verifique a posição do macho em relação à face do flange e à localização da placa.
- Certifique-se de que as passagens da torneira estejam limpas, contínuas e livres de bloqueios de revestimento.
- Confirme o acabamento da superfície do revestimento e proteja-o contra amolgadelas e corrosão.
- Inspecione o furo, a borda, a planicidade, a concentricidade, a espessura e a marcação da placa de orifício.
- Combine os números de aquecimento e os certificados de material com cada componente que contém pressão.
- Use PMI para materiais inoxidáveis e de liga quando necessário.
- Confirme os requisitos NDE para peças forjadas e preparações de solda.
- Verifique os pinos, porcas, juntas, bujões e parafusos de macaco em relação à lista de materiais.
- Embale as placas e as faces usinadas separadamente ou com proteção rígida para evitar danos.
Aplicação em acessórios para tubos, válvulas e flanges
Os conjuntos de flanges de orifício são instalados em linhas de processo que transportam líquidos, gases ou vapor, onde a medição de vazão por pressão diferencial é adequada. Eles podem aparecer em instalações de petróleo e gás, fábricas de produtos químicos, sistemas de energia, tratamento de água, serviços públicos e indústrias de processos em geral.
A tubulação circundante deve suportar medições precisas e manutenção segura. Cotovelos a montante, redutores, tês, filtros e válvulas podem afetar o perfil do fluxo. Válvulas de isolamento e coletores podem ser necessários para o transmissor. Os arranjos de drenagem ou ventilação dependem da fase do fluido e do layout do instrumento.
O conjunto de flanges deve integrar-se à classe de tubulação. Os sistemas de aço carbono podem usar peças forjadas ASTM A105 para serviços em temperatura ambiente ou em temperaturas mais altas, quando adequado. Sistemas de baixa temperatura podem exigir materiais testados contra impacto. Os sistemas de aço inoxidável ou de liga exigem controle de classificação, aparafusamento compatível e atenção a escoriações e contaminação.
Os flanges de orifício também precisam de acesso seguro. A instalação deve fornecer espaço para parafusos de macaco, remoção de placas, conexões de rosqueamento, tubulação de impulso e ferramentas de manutenção. A marcação da direção do fluxo e a alça da placa devem permanecer visíveis após o isolamento, quando for prático.
Perguntas frequentes
Qual é a finalidade de um flange de orifício?
Ele mantém uma placa de orifício entre dois flanges e fornece conexões de pressão a montante e a jusante para medição de vazão com pressão diferencial.
Um flange de orifício é igual a um flange de pescoço de solda padrão?
Não. Pode assemelhar-se a um flange de pescoço de solda, mas inclui detalhes de tomada de pressão padronizados ou específicos do projeto e, muitas vezes, parafusos de macaco para separar o par de flanges.
Qual padrão cobre flanges de orifício ASME?
ASME B16.36 cobre classificações de pressão-temperatura, materiais, dimensões, tolerâncias, testes, marcação e conexões de pressão diferencial para configurações de flange de orifício especificadas.
Os flanges de orifício Classe 150 estão incluídos em todas as configurações padrão?
Não presuma isso. Os estilos de flange e faixas de classes disponíveis dependem da norma aplicável. Confirme o escopo exato e as especificações do projeto antes de cotar.
A placa de orifício vem com o conjunto de flange?
Pode ou não. O pedido de compra deve indicar se o fornecedor deve fornecer apenas flanges, um par correspondente ou uma união completa, incluindo placa, parafusos, juntas, bujões e parafusos de macaco.
Por que o furo do flange deve corresponder ao tubo?
Uma incompatibilidade grave de diâmetro pode perturbar o fluxo próximo à placa e afetar o sistema de medição. Também pode criar turbulência, erosão ou depósitos indesejados.
Próximas etapas
Envie ao fornecedor uma folha de dados mostrando o tipo de flange, padrão, tamanho, classe, revestimento, material, programação ou furo do tubo, conexão da torneira, orientação da torneira, detalhes da placa, acessórios e requisitos de inspeção. Um desenho marcado é fortemente recomendado para arranjos de machos fora do padrão.
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