Tipos de faces de vedação de flanges para instrumentação: RF, FF, RJ, MFM, TG

Tipos de faces de vedação de flanges para instrumentação: RF, FF, RJ, MFM, TG

As conexões flangeadas são onipresentes em instalações de instrumentação química, sendo aplicadas a transmissores de pressão/pressão diferencial, medidores de vazão, indicadores de nível, válvulas de controle, válvulas de amostragem de instrumentos e muito mais. O tipo de face de vedação do flange determina diretamente a seleção da junta e a confiabilidade da vedação. Este artigo detalha cinco das faces de vedação mais comuns amplamente utilizadas em instrumentos químicos: FF (Face Plana), RF (Face Elevada), MFM (Macho e Fêmea), TG (Lâmina e Ranhura), RJ (Junta de Anel), juntamente com seus respectivos cenários de aplicação em instrumentos.

1. Normas e dimensões comuns de flanges para instrumentos

Os flanges de conexão de processo para instrumentos atendem principalmente às seguintes especificações:

ANSI/ASME B16.5 (Norma americana, Classe 150 / 300 / 600 / 900 / 1500 / 2500)

EN 1092-1 (Norma europeia, série PN)

DIN (norma alemã, gradualmente substituída pelas normas EN)

GB/T 9112~9124 (Norma nacional chinesa, referenciada pelas normas ISO e EN)

Flanges de pequeno diâmetro são amplamente adotadas para instrumentos: 1/2", 1", 1½", 2". Flanges coplanares integradas em corpos de transmissores de pressão diferencial se enquadram nesta categoria. Alguns instrumentos adotam dimensões de flange especificadas na norma EN 61518 (Norma de conexão de processo para equipamentos de medição e controle de processos), que são essencialmente consistentes com as normas gerais de flange.

2. Cinco tipos de faces de vedação (da perspectiva da aplicação em instrumentos)

2.1 FF – Face plana

Cenários de aplicação do instrumento: Válvulas de amostragem e conexões de manômetros em tubulações de ar comprimido, água e vapor de baixa pressão com classificações de baixa pressão (≤Classe 150 / PN16). Geralmente combinadas com válvulas de ferro fundido ou instrumentos com flanges revestidas.

Requisito de junta: Juntas planas não metálicas de face completa que cubram toda a superfície do flange.

Nota: Flanges FF não podem ser acopladas a flanges RF, caso contrário a junta sofrerá compressão desigual e causará vazamento.

2.2 RF – Face Elevada

Cenários de aplicação dos instrumentos: A conexão mais comum em plantas químicas. A maioria dos transmissores, medidores de vazão e válvulas de controle são equipados com conectores de radiofrequência (RF), abrangendo classes de pressão de 150 a 900 (PN16 a PN160).

Requisitos da junta: Juntas universais em espiral (com ou sem anel interno), juntas dentadas de metal e juntas encapsuladas em PTFE. A junta deve ser precisamente centrada na saliência, sem desalinhamento, durante a instalação.

Lembrete importante: flanges de RF pequenas nas portas de tomada de pressão do transmissor são frequentemente negligenciadas. As juntas de substituição devem ser juntas espirais com dimensões correspondentes; juntas de borracha feitas em casa são proibidas.

2.3 MFM – Rosto Masculino e Feminino

Cenários de aplicação do instrumento: Válvulas de controle e flanges de placas de orifício com faces MFM para maior segurança de vedação sob pressão média a alta (Classe 300~900) ou em meios tóxicos e explosivos.

Requisito de junta: Juntas planas não metálicas ou revestidas de metal, instaladas dentro do recesso fêmea, com diâmetro externo ligeiramente menor que o tamanho da ranhura.

Dica de instalação: O flange macho deve estar perfeitamente alinhado com o flange fêmea; o desalinhamento causará falha na vedação. A maioria dos fabricantes de instrumentos estampa as marcas "M" (macho) e "F" (fêmea) nas bordas externas dos flanges para identificação.

2.4 TG – Face com encaixe macho-fêmea

Cenários de aplicação em instrumentos: Conexões de tubulação de instrumentos sob alto vácuo, meios altamente tóxicos (fosgênio, fluoreto de hidrogênio) ou vapor de alta temperatura e alta pressão. O sistema TG oferece desempenho de vedação superior ao MFM, porém a lingueta é vulnerável a danos durante a desmontagem. Portanto, o sistema TG raramente é utilizado em instrumentos comuns, sendo adotado apenas para flanges de orifício em condições especiais e válvulas de raiz de instrumentos.

Requisito de junta: Juntas de anel de metal sólido ou juntas planas personalizadas encaixadas na ranhura.

2,5 RJ – Face da junta de anel

Cenários de aplicação dos instrumentos: Instrumentos (transmissores de pressão, medidores de vazão de orifício) instalados em gasodutos de alta pressão, unidades de hidrogenação e tubulações de vapor de ultra-alta pressão, com classificação de pressão de 600 a 2500.

Requisitos para juntas: Juntas de anel metálico oval ou octogonal (ferro macio, aço inoxidável, aço Cr-Mo etc.).

Observações importantes: Flanges RJ não são compatíveis com outros tipos de faces de vedação. A ranhura da junta de anel deve permanecer limpa e sem riscos. O torque de pré-carga dos parafusos para flanges RJ deve ser calculado de acordo com as especificações padrão; aperto excessivo danificará permanentemente a ranhura da flange.

3. Erros comuns na instalação da vedação do flange do instrumento

❌ Erro 1: Utilizar juntas FF de face completa em flanges RF

A parte interna da junta suporta pressão excessiva enquanto a borda externa fica sem suporte, resultando em vazamentos frequentes. Os flanges de instrumentos de radiofrequência devem utilizar juntas espirais com dimensões correspondentes ou juntas reforçadas com anel interno.

❌ Erro 2: Substituição aleatória das juntas originais do flange do instrumento

Os fabricantes de instrumentos fornecem juntas combinadas com o mesmo material como acessórios padrão. Juntas de borracha comuns não devem substituir as originais de fábrica, especialmente em condições de trabalho de alta temperatura e alta pressão.

❌ Erro 3: Negligenciar a limpeza das ranhuras trapezoidais antes da montagem da face RJ

Partículas duras presas nas ranhuras das juntas de anel criam marcas irregulares nas juntas metálicas e danos permanentes nas ranhuras, causando vazamentos persistentes. Limpe bem com um pano que não solte fiapos e solvente antes da instalação.

❌ Erro 4: Flanges incompatíveis com diferentes classes de pressão ou padrões

As flanges RF de classe 150 e as flanges RF PN16 apresentam resistência à pressão semelhante, mas diferem na dimensão do furo do parafuso e na altura da saliência de vedação, e não podem ser forçadas a se encaixarem. É importante esclarecer os padrões unificados de flanges durante a aquisição de instrumentos.

4. Métodos rápidos de identificação no local para faces de vedação de flanges de instrumentos

Verifique as placas de identificação ou as marcas de estampagem nos flanges: Flanges de instrumentos qualificados são gravados com o código padrão, a classificação de pressão e o tipo de face de vedação, por exemplo, "ASME B16.5 Classe 300 RF".

Inspeção visual do perfil da superfície: RF apresenta uma crista elevada proeminente; FF é totalmente plano; RJ possui um sulco anelar trapezoidal interno; MFM possui plataformas convexas e côncavas emparelhadas; TG possui uma crista lingual retangular alta.

Meça o diâmetro da face de vedação: Para flanges de instrumentos de pequeno diâmetro (1/2"~2"), os diâmetros externos das saliências RF seguem tamanhos padrão fixos; o tipo pode ser verificado por meio de medição com paquímetro e desenhos técnicos.Verificar o estoque de juntas no armazém: Grande estoque de juntas espirais indica predominância de flanges RF no local; juntas de anel metálico em estoque representam aplicações existentes de flanges RJ.

5. Principais especificações de instalação para flanges de instrumentos

�� Seleção de juntas: Escolha juntas que sejam estritamente compatíveis com o tipo de superfície de vedação e as condições de trabalho (temperatura, pressão, resistência à corrosão do fluido); nunca utilize alternativas aproximadas.

�� Controle do torque dos parafusos: Utilize chaves dinamométricas e aperte os parafusos de acordo com os valores de torque especificados pela fábrica ou pelas normas vigentes. Apertar em excesso deforma os flanges ou rompe as juntas; apertar de menos causa pré-carga insuficiente e vazamentos.

�� Centralização dos flanges: Garanta o alinhamento perfeito entre os flanges da tubulação e do instrumento durante a montagem. O aperto forçado introduz tensão mecânica adicional, prejudicando a vedação e a precisão das medições do instrumento.

�� Regulamento de reutilização de juntas: Juntas espirais e juntas de anel metálico são consumíveis de uso único. Substitua-as por juntas novas após cada desmontagem.

6. Resumo

✔ Mais de 90% dos flanges de instrumentos adotam faces elevadas por radiofrequência combinadas com juntas espirais.

✔ Flanges MFM ou RJ são necessárias para condições de trabalho com alta pressão e meios tóxicos; confirme a compatibilidade das faces de vedação antes da montagem.

✔ É proibida a montagem cruzada de faces de vedação diferentes; as juntas devem corresponder integralmente às especificações do flange.

✔ Limpe as superfícies de vedação antes da instalação, aperte os parafusos com o torque calibrado e substitua as juntas após cada desmontagem.