1. JUNTAS INDUSTRIAIS 4Edio4 Edio JOS CARLOS VEIGAJOS CARLOS VEIGA

2. 1 JOS CARLOS VEIGA JUNTAS INDUSTRIAIS 4a Edio 3. 2 Jos Carlos Veiga, 2003 Reservam-se os direitos desta Jos Carlos Carvalho Veiga Av. Martin Luther King Jr., 8939 21530-010 Rio de Janeiro - RJ Impresso no Brasil / Printed in Brazil Obra Registrada sob o nmero 173.856 Livro 293 Folha 3 Fundao Biblioteca Nacional Ministrio da Cultura Capa Alexandre Sampaio Desenhos Altevir Barbosa Vidal Grfica Brasilform Chesterman Indstria Grfica Tiragem desta impresso: 3000 exemplares Edies Anteriores Lngua Portugusa 1a Edio, 1989 3000 exemplares 2 a Edio, 1993 3000 exemplares 3 a Edio, 1999 1000 exemplares (1 a impresso) 3 a Edio, 1999 1000 exemplares (2 a impresso) Lngua Inglesa 1a Edio, 1994 10000 exemplares 2a Edio, 1999 3000 exemplares 3a Edio, 2003 3000 exemplares Lngua Espanhola 1a Edio, 2003 2000 exemplares Veiga, Jos Carlos Juntas Industriais / Jos Carlos Veiga 4a Edio Rio de Janeiro, RJ : Abril, 2003. Dados bibibliogrficos do autor. Bibliografia. Livro publicado com apoio de Teadit Industria e Comrcio Ltda. 1. Juntas (Engenharia). 2. Juntas Industriais (Mecnica). I Ttulo 4. 3 Para a minha esposa MARIA ODETE 5. 4 AGRADECIMENTO Agradeo ao Grupo TEADIT cujo apoio tem sido imprescindvel para a contnua atualizao desta obra. 6. 5 Prefcio A idia desta publicao surgiu, por acaso, ao final de uma palestra tcnica que estvamos ministrando em um cliente, quando um dos participantes nos perguntou porque no organizvamos todas as informaes e os exemplos que tnhamos apresentado em um livro, pois no havia conseguido encontrar nenhum material publicado de pesquisa sobre o tema. Decidimos ento compilar e ordenar todos os conhecimentos que o nosso corpo tcnico detinha, atravs dos resultados das aplicaes dos nossos produtos nos clientes e da analise tcnica dos dados de laboratrio da nossa Engenharia de Aplicao, estabelecendo assim uma correlao precisa entre a teoria e a prtica. Examinamos tambm a evoluo da tecnologia de vedao de fludos na condio privilegiada de fabricante, presente h mais de 50 anos nesse mercado e de membro efetivo das principais organizaes mundiais do setor (FSA - Fluid Sealing Association, ESA - European Sealing Association, ASTM, entre outras), amalgamando desta forma a experincia do passado com os dados e as tendncias de hoje. Procuramos transmitir aqui nossa viso tcnica comprometida com a busca constante da inovao, pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias, em busca das melhores solues para as necessidades de vedao dos nossos clientes, que, ao longo destes anos, nos brindaram com sua preferncia. Os assuntos contidos neste livro foram dispostos de modo a facilitar sua consulta, criando um conjunto de informaes que possa ser til aos tcnicos da indstria em geral, dos escritrios e institutos de engenharia, universidades e outros, tentando responder a grande maioria dos quesitos que ocorrem no seu dia-a-dia. Grupo TEADIT 7. 6 8. 7 Captulo 1 Introduo .................................................................. 11 Captulo 2 Projeto .....................................................................13 1. Vazamento ..................................................................................13 2. Vedao......................................................................................14 3. Foras em uma Unio Flangeada ................................................14 4. Cdigo ASME ............................................................................15 5. Simbologia .................................................................................20 6. Clculo do Torque de Aperto dos Parafusos ................................21 7. Acabamento Superficial..............................................................23 8. Paralelismo da Superfcie de Vedao.........................................25 9. Planicidade da Superfcie de Vedao .........................................27 10. Tipos de Flanges .........................................................................27 11. As Novas Constantes de Juntas ...................................................30 12. Esmagamento Mximo ...............................................................41 Captulo 3 Materiais para Juntas No-Metlicas .................. 45 1. Critrios de Seleo....................................................................45 2. Fator P x T ou Fator de Servio ..................................................46 3. Papelo Hidrulico .....................................................................46 4. Politetrafluoretileno PTFE .......................................................47 5. Grafite Flexvel Graflex . .......................................................47 6. Elastmeros ................................................................................49 7. Fibra Celulose ............................................................................51 8. Cortia........................................................................................51 9. Tecidos e Fitas ............................................................................51 SUMRIO 9. 8 10. Papelo de Amianto.............................................................. 52 11. Papelo Isolit HT . ............................................................... 53 12. Fibra Cermica ..................................................................... 53 13. Beater Addition .................................................................... 53 14. Papelo Teaplac . ................................................................. 53 Captulo 4 Juntas em Papelo Hidrulico ................................ 63 1. Papeles Hidrulicos Teadit ................................................. 63 2. Composio e Caractersticas ............................................... 63 3. Projeto de Juntas com Papelo Hidrulico ............................ 66 4. Juntas de Grandes Dimenses ............................................... 69 5. Espessura ............................................................................. 71 6. Fora de Aperto dos Parafusos .............................................. 71 7. Acabamento das Juntas ......................................................... 71 8. Acabamento das Superfcies de Vedao dos Flanges ........... 71 9. Armazenamento ................................................................... 72 10. Papeles Hidrulicos Teadit Sem Amianto............................ 72 11. Papeles Hidrulicos Teadit Com Amianto ........................... 76 Captulo 5 Juntas em PTFE ........................................................95 1. Politetrafluoretileno PTFE ................................................. 95 2. Tipos de Placas PTFE ........................................................... 95 3. TELON* - Placas de PTFE Aditivado .................................. 96 4. Quinflex - PTFE Expandido................................................ 103 5. Juntas Tipo 933 Envelopadas em PTFE ................................ 107 Captulo 6 Materiais para Juntas Metlicas ............................123 1 Consideraes Iniciais .......................................................... 123 2 Ao Carbono ........................................................................ 124 3 Ao Inoxidvel AISI 304 ...................................................... 124 4 Ao Inoxidvel AISI 304L ................................................... 124 5 Ao Inoxidvel AISI 316 ...................................................... 124 6 Ao Inoxidvel AISI 316L ................................................... 124 7 Ao Inoxidvel AISI 321 ...................................................... 124 8 Ao Inoxidvel AISI 347 ...................................................... 125 9 Monel................................................................................... 125 10 Nquel 200............................................................................ 125 11 Cobre ................................................................................... 125 10. 9 12 Alumnio ...............................................................................125 13 Inconel...................................................................................125 14 Titnio ...................................................................................125 Captulo 7 Juntas Metalflex ........................................................135 1 O que uma Junta Metalflex . ...............................................135 2 Materiais ................................................................................136 3 Densidade ..............................................................................138 4 Dimensionamento ..................................................................138 5 Espessura ...............................................................................139 6 Limitaes Dimensionais e de Espessura ...............................139 7 Tolerncias de Fabricao ......................................................140 8 Acabamento das Superfcies de Vedao................................140 9 Presso de Esmagamento .......................................................141 10 Tipos .....................................................................................141 11 Juntas Tipo 911 ......................................................................141 12 Juntas de Acordo com a Norma ASME B16.20 ......................144 13 Juntas Tipo 913 Apndice E ASME B.16.5 ........................148 14 Outras Normas .......................................................................148 15 Dimensionamento de Juntas Tipo 913 Especiais ....................148 16 Juntas Tipo 912......................................................................150 17 Juntas Tipo 914......................................................................151 Captulo 8 Juntas Metalbest . ......................................................169 1 O que uma Junta Metalbest ...............................................169 2 Metais ....................................................................................170 3 Enchimento............................................................................170 4 Dimensionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...............170 5 Principais Tipos e Aplicaes ................................................170 6 Juntas para Trocadores de Calor .............................................173 7 Juntas Tipo 927 para Trocadores de Calor ..............................179 Captulo 9 Juntas Metlicas..........................................................183 1 Definio...............................................................................183 2 Juntas Metlicas Planas..........................................................183 3 Materiais ................................................................................184 4 Acabamento da Superfcie de Vedao...................................184 5 Tipos de Juntas Metlicas Planas ...........................................184 6 Ring Joints.............................................................................188 11. 10 Captulo 10 Juntas Camprofile ...................................................203 1 Introduo .............................................................................203 2 Materiais ...............................................................................205 3 Limites de Operao..............................................................205 4 Clculo do Aperto..................................................................206 5 Exemplo de Aplicao...........................................................206 6 Acabamento Superficial.........................................................209 7 Dimensionamento..................................................................209 8 Formatos ...............................................................................210 9 Juntas Camprofile para Flanges ASME B16.5........................210 Captulo 11 Juntas para Isolamento Eltrico ..........................215 1 Corroso Eletroqumica .........................................................215 2 Proteo Catdica ..................................................................217 3 Sistema de Isolamento de Flanges..........................................217 4 Especificao do Material das Juntas .....................................221 Captulo 12 Instalao e Emisses Fugitivas ...........................223 1 Procedimento de Instalao ...................................................223 2 Aplicao do Aperto ..............................................................224 3 Tenses Admissveis nos Parafusos........................................224 4 Causas de Vazamentos ...........................................................225 5 Flanges Separados, Inclinados ou Desalinhados .....................225 6 Carga Constante.....................................................................226 7 Emisses Fugitivas ................................................................229 Captulo 13 Fatores de Converso .............................................235 Bibliografia........................................................................................237 12. 11 CAPTULO 1 INTRODUO Este livro foi preparado para permitir um melhor projeto e aplicao de juntas industriais. O seu sucesso em diversos pases e, especialmente, no Brasil, o tornou uma referncia para quem est envolvido com Juntas Industriais. Esta Quarta Edio, revista e ampliada, incorpora os muitos avanos na tecnologia de juntas ocorridos desde a publicao da edio anterior.. Ao analisar vazamentos, que, primeira vista, so causados por deficincia das juntas, verifica-se, aps uma anlise mais cuidadosa, que pouca ateno foi dada a detalhes como: Projeto dos flanges e da junta. Seleo correta dos materiais da junta. Procedimentos de instalao. Os grandes problemas enfrentados nas indstrias, como exploses, incndios e poluio ambiental, causados por vazamentos, podem ser evitados com projeto e aplicao correta das juntas. Nos ltimos anos os limites tolerveis de emisses fugitivas esto sendo reduzidos obrigando as indstrias a adotar procedimentos de controle cada vez mais rigorosos. O objetivo deste livro ajudar a prevenir estes acidentes, propiciando um maior conhecimento de juntas industriais, especialmente as juntas em Papelo Hidrulico e as espiraladas Metalflex , sem dvida as mais usadas em aplicaes industriais. As condies existentes nas indstrias brasileiras foram cuidadosamente consideradas. Materiais e tipos de juntas no disponveis ou difceis de encontrar foram preteridos, enfocando-se, principalmente, aqueles mais comuns e de larga aplicao. 13. 12 Este livro est dividido em captulos que cobrem os seguintes temas: Projeto e as Novas Constantes de Juntas. Materiais para Juntas No-Metlicas. Juntas em Papelo Hidrulico. Juntas em PTFE. Materiais para Juntas Metlicas. Juntas Metalflex . Juntas Metalbest . Juntas Metlicas. Juntas Camprofile Juntas para Isolamento de Flanges. Instalao e Emisses Fugitivas. Fatores de converso. As principais modificaes desta Quarta Edio so: Ampliao do captulo sobre juntas em PTFE com informaes e teste com juntas de PTFE Aditivado Tealon . Adio da Seo 9 no Captulo 10 sobre as juntas Camprofile para flanges ASME B16.5. Em todos os captulos as tabelas foram atualizadas e adicionadas. O autor deseja receber comentrios e sugestes que podem ser enviados para Av. Martin Luther King Jr., 8939, 21530-010, Rio de Janeiro - RJ 14. 13 CAPTULO 2 PROJETO 1. VAZAMENTO Partindo do princpio da inexistncia do vazamento zero, se uma junta est ou no vazando depende do mtodo de medio ou do critrio usado. Em certas aplicaes, o ndice de vazamento mximo pode ser, por exemplo, at uma gota de gua por segundo. Em outras, pode ser o no aparecimento de bolhas de sabo quando o equipamento estiver submetido a uma determinada presso. Condies mais rigorosas podem at exigir testes com espectrmetros de massa. No estabelecimento de critrio para medir o vazamento mximo admissvel deve-se considerar: Fluido a ser vedado. Impacto para o meio ambiente, se o fluido escapar para a atmosfera. Perigo de incndio ou exploso. Limites de Emisses Fugitivas. Outros fatores relevantes em cada situao. Em aplicaes industriais, comum definir como vazamento zero um vazamento de hlio entre 10-4 e 10-8 cm3 /seg. O Centro Espacial Johnson (NASA), em Houston, Texas, estabelece o valor de 1.4 X 10-3 cm/seg de N2 a 300 psig e temperatura ambiente. Como referncia, podemos estabelecer que uma gota de fluido tem um volume mdio de 0.05cm3 . Sero, portanto, necessrias 20 gotas para fazer 1cm3 . Este um valor de referncia muito til para estabelecer o vazamento mximo tolerado em aplicaes industriais. Com o advento do controle de Emisses Fugitivas estabeleceu-se inicialmente o limite de 500 ppm (partes por milho) como o valor mximo admissvel de vazamento para flanges. Este valor est sendo questionado como muito elevado e algumas organizaes de controle do meio ambiente esto limitando a 100 ppm. A taxa de vazamento um conceito relativo e, em situaes crticas, deve ser criteriosamente estabelecida. 15. 14 2. VEDAO Se fosse econmica e tecnicamente vivel a fabricao de flanges com superfcies planas e perfeitamente lapidadas, e se consegussemos manter estas superfcies em contato permanente, no necessitaramos de juntas. Esta impossibilidade econmica e tcnica causada por: Tamanho do vaso e/ou dos flanges. Dificuldade em manter estas superfcies extremamente lisas durante o manuseio e/ou montagem do vaso ou tubulao. Corroso ou eroso com o tempo das superfcies de vedao. Para contornar esta dificuldade, as juntas so utilizadas como elemento de vedao. Uma junta, ao ser apertada contra as superfcies dos flanges preenche as imperfeies entre elas, proporcionando a vedao. Portanto, para conseguirmos uma vedao satisfatria, quatro fatores devem ser considerados: Fora de esmagamento inicial: devemos prover uma forma adequada de esmagar a junta, de modo que ela preencha as imperfeies dos flanges. A presso mnima de esmagamento normalizada pela ASME (American Society of Mechanical Engineers) e ser mostrada adiante. Esta fora de esmagamento deve ser limitada para no destruir a junta por esmagamento excessivo. Fora de vedao: deve haver uma presso residual sobre a junta, de modo a mant-la em contato com as superfcies dos flanges, evitando vazamentos. Seleo dos materiais: os materiais da junta devem resistir s presses s quais a junta vai ser submetida e ao fluido vedado. A correta seleo de materiais ser mostrada ao longo deste livro. Acabamento superficial: para cada tipo de junta e/ou material existe um acabamento recomendado para as superfcies de vedao. O desconhecimento destes valores uma das principais causas de vazamentos. 3. FORAS EM UMA UNIO FLANGEADA A figura 2.1 mostra as principais foras em uma unio flangeada. Fora radial: originada pela presso interna e tende a expulsar a junta. Fora de separao: tambm originada pela presso interna e tende a separar os flanges. Fora dos parafusos: a fora total exercida pelo aperto dos parafusos. 16. 15 Carga do flange: a fora que comprime os flanges contra a junta. Inicialmente igual fora dos parafusos, aps a pressurizao do sistema igual fora dos parafusos menos a fora de separao Figura 2.1 A fora dos parafusos, aplicada inicialmente sobre a junta, alm de esmag-la, deve: compensar a fora de separao causada pela presso interna. ser suficiente para manter uma presso residual sobre a junta, evitando o vazamento do fluido. Do ponto de vista prtico, a presso residual deve ser x vezes a presso interna, de modo a manter a vedao. Este valor de x conhecido como fator m no Cdigo ASME e varia em funo do tipo de junta. O valor de m a razo entre a presso residual (fora dos parafusos menos a fora de separao) sobre a junta e a presso interna do sistema. Quanto maior o valor de m, maior ser a segurana do sistema contra vazamentos. 4. CDIGO ASME O Captulo 8 do Cdigo ASME (American Society of Mechanical Engineers) estabelece os critrios para o projeto de juntas e os valores de m (fator da junta) e de y (presso mnima de esmagamento). Estes valores no so obrigatrios, mas se baseiam em resultados de aplicaes prticas bem sucedidas. O projetista tem a liberdade de usar valores diferentes, sempre que os dados disponveis indiquem esta necessidade. 17. 16 O Apndice II, do mesmo captulo, requer que o clculo de uma unio flangeada com aperto por parafusos seja feito para duas condies independentes: de operao e de esmagamento. Nota: o procedimento de clculo a seguir deve ser usado sempre em unidades inglesas de medida. 4.1 CONDIES OPERACIONAIS Esta condio determina uma fora mnima, pela equao: Wm1 = ( G2 P / 4 ) + (2 b G m P) (eq. 2.1) Esta equao estabelece que a fora mnima dos parafusos necessria para as condies operacionais igual soma da fora de presso mais uma carga residual sobre a junta vezes um fator e vezes a presso interna. Ou, interpretando de outra maneira, esta equao estabelece que a fora mnima dos parafusos deve ser tal que sempre exista uma presso residual sobre a junta maior que a presso interna do fluido. O Cdigo ASME sugere os valores mnimos do fator m para os diversos tipos de juntas, como mostrado na Tabela 2.1. 4.2. ESMAGAMENTO A segunda condio determina uma fora mnima de esmagamento da junta, sem levar em conta a presso de trabalho. Esta fora calculada pela frmula: Wm2 = b G y (eq. 2.2) onde b definido como a largura efetiva da junta e y o valor da presso mnima de esmagamento, obtida na Tabela 2.1. O valor de b calculado por: b = b0 , quando b0 for igual ou menor 6.4 mm (1/4") ou b = 0.5 ( b0 ) 0.5 quando b0 for maior que 6.4 mm (1/4") O Cdigo ASME tambm define como calcular b0 em funo da face do flange, como mostrado nas Tabelas 2.1 e 2.2. 4.3. REA DOS PARAFUSOS Em seguida, deve-se calcular a rea mnima dos parafusos Am : 18. 17 Am1 = (Wm1 ) / Sb (eq. 2.3) Am2 = (Wm2 ) / Sa (eq. 2.4) onde Sb a tenso mxima admissvel, nos parafusos na temperatura de operao, e Sa a tenso mxima admissvel nos parafusos na temperatura ambiente. O valor de Am deve ser o maior dos valores obtidos nas equaes 2.3 e 2.4. 4.4. CLCULO DOS PARAFUSOS Os parafusos devem ser dimensionados de modo que a soma de suas reas seja igual ou maior que Am : Ab = (nmero de parafusos) x (rea mnima do parafuso, pol2 ) A rea resistiva dos parafusos Ab deve ser maior ou igual a Am. 4.5. PRESSO MXIMA SOBRE A JUNTA A presso mxima sobre a junta calculada pela frmula: Sg(max) = (Wm ) / ((/4) (de2 - di2 ) )) (eq. 2.5) ou Sg(max) = (Wm ) / ((/4) ( (de - 0,125)2 - di2 )) ) (eq. 2.6) Onde Wm o maior valor de Wm1 ou Wm2. A equao 2.6 deve ser usada para juntas Metalflex e a equao 2.5 para os demais tipos de juntas. O valor de Sg, calculado pelas equaes 2.5 ou 2.6, deve ser menor que a presso de esmagamento mxima que a junta capaz de resistir. Se o valor de Sg for maior, escolher outro tipo ou, quando isto no for possvel, aumentar a rea da junta ou prover o conjunto flange/junta de meios para que a fora de esmagamento no ultrapasse o mximo admissvel. Os anis internos e as guias de centralizao nas juntas Metalflex so exemplos de meios para evitar o esmagamento excessivo. 19. 18 Tabela 2.1 Fator da junta (m) e presso mnima de esmagamento (y) Material da junta m y (psi) Perfil ou tipo Coluna b0 Superfcie de vedao Borracha - abaixo de 75 Shore A - acima de 75 Shore A c/reforo tela algodo Papelo Hidrulico 3.2 mm espessura 1.6 mm espessura 0.8 mm espessura Fibra vegetal Metalflex ao inox ou Monel e enchimento de Amianto Dupla camisa metlica corrugada Alumnio Cobre ou lato Ao carbono Monel Aos inoxdveis Corrugada metlica Alumnio Cobre ou lato Ao carbono Monel Aos inoxidveis Dupla camisa metlica lisa Alumnio Cobre ou lato Ao carbono Monel Aos inoxidveis Metlica ranhurada Alumnio Cobre ou lato Ao carbono Monel Aos inoxidveis Metlica slida Alumnio Cobre ou lato Ao carbono Monel Aos inoxidveis Ring Joint Ao carbono Monel Aos inoxidveis 0.50 1.00 1.25 2.00 2.75 3.50 1.75 3.00 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 3.25 3.50 3.75 3.50 3.75 3.25 3.50 3.75 3.75 4.25 4.00 4.75 5.50 6.00 6.50 5.50 6.00 6.50 0 200 400 1600 3700 6500 1100 10000 2900 3700 4500 5500 6500 3700 4500 5500 6500 7600 5500 6500 7600 8000 9000 5500 6500 7600 9000 10100 8800 13000 18000 21800 26000 18000 21800 26000 plana plana plana 911, 913 914 926 900 923 941, 942 940 950, 951 II II II II II II II II I I (la) (lb) (1c) (1d) (4) (5) (la) (lb) (1c) (1d) (4) (5) (la) (lb) (1c) (1d) (4) (5) (la) (1b) (la) (1b) (la) (1b) (1c) (1d) (la) (1b) (1c) (1d) (2) (6) (la) (1b) (1c) (1d) (2) (3) (la) (1b) (1c) (1d) (2) (3) (4) (5) 20. 19 21. 20 Tabela 2.2 (Continuao) Localizao da Fora de Reao da Junta 5. SIMBOLOGIA Ab = rea real do parafuso na raiz da rosca ou na seo de menor rea sob tenso (pol2 ) Am = rea total mnima necessria para os parafusos, tomada como o maior valor entre Am1 e Am2 (pol2 ). Am1 = rea total mnima dos parafusos calculada para as condies operacionais (pol2 ) Am2 = rea total mnima dos parafusos para esmagar a junta (pol2 ) b = largura efetiva da junta ou largura de contato da junta com a superfcie dos flanges (pol) b0 = largura bsica de esmagamento da junta (pol) de = dimetro externo da junta (pol) di = dimetro interno da junta (pol) G = dimetro do ponto de aplicao da resultante das foras de reao da junta, Tabela 2.2 (pol) m = fator da junta, Tabela 2.1 N = largura radial usada para determinar a largura bsica da junta, Tabela 2.2 (pol). 22. 21 P = presso de projeto (1bs/pol2 ) Sa = tenso mxima admissvel nos parafusos na temperatura ambiente (1b/pol2 ) Sb = tenso mxima admissvel nos parafusos na temperatura de operao (1b/pol2 ) Sg = presso sobre a superfcie da junta (1b/pol2 ) Wm = fora mnima de instalao da junta (1b) Wm1 = fora mnima necessria nos parafusos nas condies operacionais (1b) Wm2 = fora mnima necessria nos parafusos para esmagar a junta (1b) y = presso mnima de esmagamento, Tabela 2.1 (1b/pol2 ) 6. CLCULO DO TORQUE DE APERTO DOS PARAFUSOS 6.1. FATOR DE ATRITO A fora de atrito a principal responsvel pela manuteno da fora de aperto de um parafuso. Imaginando um fio de rosca desenrolado, podemos represent-lo por um plano inclinado. Ao se aplicar um torque de aperto, o efeito produzido semelhante ao de empurrar um corpo sobre um plano inclinado, sujeito s foras mostradas na Figura 2.2. Figura 2.2 23. 22 Onde: a = ngulo de inclinao da rosca. d = dimetro do parafuso. Fp = fora de aperto do parafuso. Fa = fora de atrito. Fn = fora normal rosca. k = fator de aperto. Np = nmero de parafusos. r = raio do parafuso. T = torque aplicado ao parafuso. u = coeficiente de atrito. Fazendo o equilbrio das foras atuantes no sentido paralelo ao plano inclinado, temos: (T/r) cos a = uFn + Fp sen a. (eq. 2.7) no sentido perpendicular ao plano inclinado, temos: Fn = Fp cos a + (T/r) sen a (eq. 2.8) Sendo o ngulo da rosca muito pequeno, para facilidade de clculo, desprezamos a parcela (T/r) sen a na equao 2.8. Substituindo o valor de Fn na equao 2.7, temos: (T/r) cos a = uFp cos a + Fp sen a (eq. 2.9) calculando o valor de T, temos: T = Fp r (u + tg a) (eq. 2.10) Como o coeficiente de atrito constante para uma determinada condio de lubrificao, como tg a tambm constante para cada rosca e substituindo r por d, temos: T = kFp d (eq. 2.11) onde k um fator determinado experimentalmente. Os valores de k para parafusos de ao bem lubrificados com leo e grafite esto mostrados na Tabela 2.3. Os valores baseiam-se em testes prticos. Parafusos no lubrificados apresentam aproximadamente 50% de diferena. Diferentes lubrificantes podem dar valores diferentes dos mostrados na Tabela 2.3, que devem ser determinados em testes prticos. 24. 23 6.2. TORQUE DE APERTO Para calcular o toque de aperto devemos verificar qual o maior valor da fora de aperto necessria, Wm1 ou Wm2 , conforme calculado nas equaes 2.1 e 2.2. Substituindo na equao 2.11, temos: T1 = (k Wm1 d) / Np (eq. 2.12) T2 = (k Wm2 d) / Np (eq. 2.13) O valor de T deve ser o maior dos valores obtidos nas equaes 2.12 e 2.13. Tabela 2.3 PARAFUSOS OU ESTOJOS EM AO OU AO-LIGA 7. ACABAMENTO SUPERFICIAL Para cada tipo de junta existe um acabamento recomendado para a superfcie do flange. Este acabamento no mandatrio, mas baseia-se em resultados de aplicaes prticas bem-sucedidas. Como regra geral, necessrio que a superfcie seja ranhurada para as juntas no metlicas. Juntas metlicas exigem acabamento liso e as semi-metlicas ligeiramente spero. A razo para esta diferena que as juntas no-metlicas precisam ser mordidas pela superfcie de vedao, evitando, deste modo, uma extruso ou a expulso da junta pela fora radial. l/4 5/16 3/8 7/16 l/2 9/16 5/8 3/4 7/8 1 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 1 5/8 1 3/4 1 7/8 2 20 18 16 14 13 12 11 10 9 8 7 7 6 6 5 1/2 5 5 4 1/2 0.23 0.22 0.18 0.19 0.20 0.21 0.19 0.17 0.17 0.18 0.20 0.19 0.20 0.18 0.19 0.20 0.21 0.19 17 29 44 60 81 105 130 195 270 355 447 574 680 834 977 1125 1322 1484 Dimetro Nominal pol Fios por polegada Fator de Atrito k rea da raiz darosca - mm2 25. 24 No caso das juntas metlicas slidas, necessrio uma fora muito elevada para escoar o material nas imperfeies do flange. Assim, quanto mais lisa a superfcie, menores sero as possibilidades de vazamento. As juntas espiraladas Metalflex requerem um pouco de rugosidade superficial para evitar o deslizamento sob presso. O tipo da junta vai, portanto, determinar o acabamento da superfcie de vedao, no existindo um acabamento nico para atender aos diversos tipos de juntas. O material da junta deve ter dureza sempre menor do que o do flange, de modo que o esmagamento seja sempre na junta, mantendo o acabamento superficial do flange inalterado. 7.1. ACABAMENTOS COMERCIAIS DAS FACES DOS FLANGES As superfcies dos flanges podem variar do acabamento bruto de fundio at o lapidado. Entretanto, o acabamento mais encontrado comercialmente para flanges em ao o ranhurado concntrico ou em espiral fonogrfica, conforme mostrado na figura 2.3. Ambas so usinadas com ferramentas com, no mnimo, 1.6 mm (1/16") de raio e 45 a 55 ranhuras por polegada. Este acabamento deve ter de 3.2 m (125 pol) Ra a 6.3 m (250 pol) Ra . Figura 2.3 7.2. ACABAMENTOS RECOMENDADOS A Tabela 2.4 indica o tipo de acabamento para os tipos de juntas industriais mais usados. De acordo com a MSS SP-6 Standard Finishes for Contact of Pipe Flanges and Connecting-End Flanges of Valves and Fittings, o valor Ra (Roughness Average) est expresso em micro-metros (m) e em micro-polegadas (pol). Deve ser avaliado por comparao visual com os padres Ra da Norma ASME B46.1 e no por instrumentos com estilete e amplificao eletrnica. 26. 25 7.3. ACABAMENTO SUPERFICIAL E SELABILIDADE A seguir, esto algumas regras que devem ser observadas ao compatibilizar o acabamento superficial com o tipo de junta: O acabamento superficial tem grande influncia na selabilidade. Uma fora mnima de esmagamento deve ser atingida para fazer escoar a junta nas irregularidades da superfcie do flange. Uma junta macia (cortia) requer uma fora de esmagamento menor que uma mais densa (papelo hidrulico). A fora de esmagamento proporcional rea de contato da junta com o flange. Ela pode ser reduzida diminuindo-se a largura da junta ou sua rea de contato do flange. Qualquer que seja o tipo de junta ou de acabamento importante no haver riscos ou marcas radiais de ferramentas na superfcie de vedao. Estes riscos radiais so muitos difceis de vedar e, quando a junta usada metlica, isso se torna quase impossvel. As ranhuras fonogrficas so mais difceis de vedar que as concntricas. A junta, ao ser esmagada, deve escoar at o fundo da ranhura, para no permitir um canal de vazamento de uma extremidade a outra da espiral. Como os materiais possuem durezas e limites de escoamento diferentes, a escolha do tipo de acabamento da superfcie do flange vai depender fundamentalmente do material da junta. 8. PARALELISMO DAS SUPERFCIES DE VEDAO A tolerncia para o paralelismo est mostrada na Figura 2.4. A ilustrao da direita menos crtica, pois o aperto dos parafusos tende a corrigir o problema. Total fora de paralelismo: 1 + 2 < = 0.4 mm Figura 2.4 27. 26 Descrio da junta Plana no-metlica Metlica corrugada Metlica corrugada com revestimento amianto Metalflex (espiro-metlica) Metalbest (dupla camisa metlica ) Plana metlica Metlica ranhurada Metlica ranhurada com cobertura Ring-Joint metlico Tipo Teadit 810 820 900 905 911 913 914 920 923 926 927 929 940 941 942 950 951 RX BX 1.6 3.2 a 6.3 1.6 3.2 2.0 a 6.3 1.6 a 2.0 1.6 1.6 1.6 a 2.0 125 a 250 63 125 63 80 a 250 63 a 80 63 63 63 a 80 Acabamento Superficial Ra Seo transversal da junta m pol Tabela 2.4 Acabamento da Superfcie de Vedao dos Flanges 28. 27 9. PLANICIDADE DAS SUPERFCIES DE VEDAO A variao na planicidade das superfcies de vedao (Figura 2.5) depende do tipo de junta: Juntas em papelo hidrulico ou borracha: 0.8 mm. Juntas Metalflex: 0.4 mm. Juntas metlicas slidas: 0.1 mm. Figura 2.5 10. TIPOS DE FLANGES Embora o projeto de flanges esteja alm do objetivo deste livro, nas figuras a seguir esto mostradas as combinaes mais usadas das possveis faces dos flanges. 10.1. FACE PLANA Junta no confinada (Figura 2.6). As superfcies de contato de ambos os flanges so planas. A junta pode ser do tipo RF, indo at os parafusos, ou FF, cobrindo toda a superfcie de contato. Normalmente usados em flanges de materiais frgeis. Figura 2.6 29. 28 10.2. FACE RESSALTADA Junta no confinada (Figura 2.7). As superfcies de contato so ressaltadas de 1.6 mm ou 6.4 mm. A junta abrange normalmente at os parafusos. Permite a colocao e retirada da junta sem afastar os flanges, facilitando eventuais trabalhos de manuteno. o tipo mais usado em tubulaes. Figura 2.7 10.3. LINGETA E RANHURA Junta totalmente confinada (Figura 2.8). A profundidade da ranhura igual ou um pouco maior que a altura da lingeta. A ranhura cerca de 1.6 mm mais larga que a lingeta. A junta tem, normalmente, a mesma largura da lingeta . necessrio afastar os flanges para a colocao da junta. Este tipo de flange produz elevadas presses sobre a junta, no sendo recomendado para juntas no metlicas. Figura 2.8 30. 29 10.4. MACHO E FMEA Junta semi-confinada (Figura 2.9). O tipo mais comum o da esquerda. A profundidade da fmea igual ou menor que a altura do macho, para evitar a possibilidade de contato direto dos flanges quando a junta comprimida. O dimetro externo da fmea at de 1.6 mm maior que o do macho. Os flanges devem ser afastados para montagem da junta. Nas figuras da direita e esquerda a junta est confinada no dimetro externo; na figura do centro, no dimetro interno. Figura 2.9 10.5. FACE PLANA E RANHURA Junta totalmente confinada (Figura 2.10). A face de um dos flanges plana e a outra possui uma ranhura onde a junta encaixada. Usadas em aplicaes onde a distncia entre os flanges deve ser precisa. Quando a junta esmagada, os flanges encostam. Somente as juntas de grande resilincia podem ser usadas neste tipo de montagem. Juntas espiraladas, O-rings metlicos no slidos, juntas ativadas pela presso e de dupla camisa com enchimento metlico so as mais indicadas. Figura 2.10 31. 30 10.6. RING-JOINT Tambm chamado anel API (Figura 2.11). Ambos os flanges possuem canais com paredes em ngulo de 230 . A junta de metal slido com perfil oval ou octogonal, que o mais eficiente. Figura 2.11 11. AS NOVAS CONSTANTES DE JUNTAS Tradicionalmente os clculos de flanges e juntas de vedao usam as frmulas e valores indicados pela American Society of Mechanical Engineers (ASME), conforme mostrado no incio deste Captulo. A Seo VIII do Pressure Vessel and Boiler Code, publicado pela ASME, indica os valores da presso mnima de esmagamento y e do fator de manuteno m para os diversos tipos de juntas. Estes valores foram determinados a partir de trabalho experimental em 1943. Com a introduo no mercado de juntas fabricadas a partir de novos materiais, como o grafite flexvel (Graflex), fibras sintticas e PTFE, tornou-se necessrio a determinao dos valores de m e y para estes materiais. Em 1974 foi iniciado pelo Pressure Vessel Research Committee (PVRC) um programa experimental para melhor entender o comportamento de uma unio flangeada, j que no havia nenhuma teoria analtica que permitisse determinar este comportamento. O trabalho foi patrocinado por mais de trinta instituies, entre elas a ASME, American Petroleum Institute (API), American Society for Testing Materials (ASTM) e Fluid Sealing Association (FSA). A Escola Politcnica da Universidade de Montreal, Canad, foi contratada para realizar os testes, apresentar resultados e sugestes. No decorrer do trabalho verificou-se no ser possvel a determinao de valores de m e y para os novos materiais. Tambm foi constatado que os valores para os materiais tradicionais no eram consistentes com os resultados obtidos nas experincias. Os pesquisadores optaram por desenvolver , a partir da base experimental, nova metodologia para o clculo de juntas que fosse coerente com os resultados 32. 31 prticos ento obtidos. At a edio deste livro a ASME ainda no havia publicado a nova metodologia de clculo baseada nas constantes 11.1. COMO FORAM REALIZADOS OS ENSAIOS Foram escolhidos para a pesquisa juntas que melhor representassem as aplicaes industriais: Metlicas: planas (940) e ranhuradas (941) em ao carbono, cobre recozido e ao inox. Oring metlico. Papelo hidrulico: elastmero SBR e NBR, fibras de amianto, aramida e vidro. Grafite flexvel em lmina com e sem insero metlica. PTFE em lmina. Espirais (913) em ao inoxidvel e enchimento em amianto, mica- grafite, grafite flexvel e PTFE. Dupla camisa metlica (923) em ao carbono e inoxidvel, enchimento em amianto e sem-amianto. As juntas foram testadas em vrios aparelhos, um deles est esquematizado na Figura 2.12. Figura 2.12 Foram realizados ensaios em trs presses, 100, 200 e 400 psi com nitrognio, hlio, querosene e gua. Os testes tiveram a seguinte seqncia: Esmagamento inicial da junta, parte A da curva da Figura 2.13: a junta apertada at atingir uma compresso Sg e deflexo Dg. 33. 32 Mantendo Sg constante a presso elevada at atingir 100 psi. Neste instante o vazamento Lrm medido. O mesmo procedimento repetido para 200 e 400 psi. Em seguida o aperto da junta reduzido (parte B da curva) mantendo a presso do fluido constante em 100, 200 e 400 psi, o vazamento medido em intervalos regulares. O aperto reduzido at o vazamento exceder a capacidade de leitura do aparelho. A junta novamente comprimida at atingir valor mais elevado de Sg, repetindo o procedimento at atingir o esmagamento mximo recomendado para a junta em teste. Se a presso do fluido for colocada em funo do vazamento em massa para cada valor da presso de esmagamento temos o grfico da Figura 2.14. Em paralelo foram tambm realizados ensaios para determinar o efeito do acabamento da superfcie de vedao. Conclui-se que, embora ele afete a selabilidade, outros fatores, como o do tipo de junta, o esmagamento inicial e a capacidade da junta em resistir as condies operacionais so mais importantes que pequenas variaes no acabamento da superfcie de vedao. Figura 2.13 34. 33 Figura 2.14 Dos trabalhos experimentais realizados pela Universidade de Montreal foram tiradas vrias concluses entre as quais destacam-se: As juntas apresentam um comportamento similar no importando o tipo ou material. A selabilidade uma funo direta do aperto inicial a que a junta submetida. Quanto maior este aperto melhor a selabilidade. Foi sugerido a introduo do Parmetro de Aperto (Tightness Parameter) Tp, adimensional, como a melhor forma de representar o comportamento dos diversos tipos de juntas. Tp = (P/P*) x (Lr m * / (Lrm x Dt ))a onde: 0.5 < a < 1.2 sendo 0.5 para gases e 1.2 para lquidos P = presso interna do fluido (MPa) P* = presso atmosfrica (0.1013 MPa) Lrm = vazamento em massa por unidade de dimetro (mg/seg-mm) Lr m * = vazamento em massa de referncia, 1 mg/seg-mm. Normalmente tomado para uma junta com 150mm de dimetro externo. Dt = dimetro externo da junta (mm) O Parmetro de Aperto pode ser interpretado como: a presso necessria para provocar um certo nvel de vazamento. Por exemplo, o valor de Tp igual a 100 significa que necessrio uma presso de 100 atmosferas (1470 psi ou 10.1 MPa) 35. 34 para atingir um vazamento de 1 mg/seg-mm em uma junta com 150mm de dimetro externo. Colocando em escala log-log os valores experimentais do Parmetro de Aperto temos o grfico da Figura 2.15. Figura 2.15 Do grfico podemos estabelecer as Constantes da Junta, que, obtidas experimentalmente, permitem determinar o comportamento da junta. As constantes so: Gb = ponto de interseo da linha de esmagamento inicial com o eixo y (parte A do teste). a = inclinao da linha de esmagamento inicial. Gs = ponto focal das linhas de alvio da presso de esmagamento inicial (parte B do teste). Na Tabela 2.5 esto algumas constantes para os tipos de juntas mais usados. Est em fase de aprovao pela ASTM mtodo para determinao das constantes de juntas. 36. 35 Papelo hidrulico com fibra de amianto 1.6 mm espessura 3.2 mm espessura Papelo hidrulico com 1.6 mm espessura Teadit NA 1002 Teadit NA 1100 Lmina de PTFE expandido Quimflex SH 1.6 mm espessura Junta de PTFE expandido Quimflex Lmina de PTFE reforado Teadit TF 1580 Teadit TF 1590 Lmina de Grafite Expandido (Graflex ) Sem reforo (TJB) Com reforo chapa perfurada ao inoxidvel (TJE) Com reforo chapa lisa de ao inoxidvel (TJR) Com reforo de filme polister (TJP) Junta espirometalica Metalflex em ao inoxidvel e Graflex Sem anel interno ( tipo 913 ) Com anel interno ( tipo 913 M ) Junta espirometalica Metalflex em ao inoxidvel e PTFE Sem anel interno ( tipo 913 ) Com anel interno ( tipo 913 M ) Junta dupla camisa Metalbest emaocarbonoeenchimento em Graflex Lisa ( tipo 923 ) Corrugada ( tipo 926 ) Junta metlica lisa ( tipo 940 ) Alumnio Cobre recozido ou lato 17.240 2.759 0.938 0.903 2.945 8.786 0.786 1.793 6.690 9.655 5.628 6.690 15.862 17.448 31.034 15.724 20.000 58.621 10.517 34.483 0.150 0.380 0.45 0.44 0.313 0.193 0.447 0.351 0.384 0.324 0.377 0.384 0.237 0.241 0.140 0.190 0.230 0.134 0.240 0.133 0.807 0.690 5 E-4 5.4 E-3 3 E-4 1.8 E-14 1.103 E-8 0.043 3.448 E-4 6.897 E-5 4.552 E-4 3.448 E-4 0.090 0.028 0.483 0.462 0.103 1.586 1.379 1.779 Material da Junta Gb (MPa) a Gs (MPa) Tabela 2.5 Constantes de Juntas 37. 36 A figura 2.16 mostra o grfico de uma junta espiralada tipo 913 com ao inox e Graflex. Figura 2.16 11.2. CLASSE DE APERTO Um dos conceitos mais importantes introduzidos pelos estudos do PVRC o da Classe de Aperto. Como no possvel termos uma vedao perfeita como sugeria os antigos valores de m e y os pesquisadores sugeriram a introduo de Classes de Aperto que correspondem a trs nveis de vazamento mximo aceitvel para a aplicao. Tabela 2.6 Classe de Aperto Classe de Aperto Vazamento ( mg / seg-mm ) Constante de Aperto C Ar, gua 0.2 ( 1/5 ) 0.1 Standard 0.002 ( 1/500 ) 1.0 Apertada 0.000 02 ( 1/ 50 000 ) 10.0 provvel que futuramente haja uma classificao dos diferentes fluidos nas classes de vazamento levando-se em considerao os danos ao meio ambiente, riscos de incndio, exploso etc. As autoridades encarregadas da defesa do meio ambiente de alguns pases j esto estabelecendo nveis mximos de vazamentos aceitveis. 38. 37 Podemos visualizar os valores propostos fazendo um exemplo prtico. Se tomarmos uma junta espiral para flange ASME B16.5 de 4 polegadas de dimetro nominal e classe de presso 150 psi, padro ASME B16.20 com aperto na classe de vazamento standard de 0.002 mg/seg.mm temos: Vazamento (Lrm ) = 0.002 x dimetro externo Lrm = 0.002 x 149.4 = 0.2988 mg/seg = 1.076 g/hora Como vazamentos em massa so de visualizao difcil, abaixo esto tabelas prticas para melhor entendimento. Tabela 2.7 Equivalncia volumtrica Tabela 2.8 Equivalncia em bolhas Vazamento Volume equivalente Equivalente em bolhas 10-1 mg / seg 1 ml a cada 10 segundos Fluxo constante 10-2 mg / seg 1 ml a cada 100 segundos 10 bolhas por segundo 10-3 mg / seg 3 ml por hora 1 bolha por segundo 10-4 mg / seg 1 ml a cada 3 horas 1bolhaacada10segundos 11.3. EFICINCIA DE APERTO Estudos mostraram uma grande variao da fora exercida por cada parafuso mesmo em situaes onde o torque aplicado de forma controlada. O PVRC sugeriu a introduo de um fator de eficincia de aperto diretamente relacionado com o mtodo usado para aplicar a fora de esmagamento. Os valores da eficincia do aperto esto na Tabela 2.9. Tabela 2.9 Eficincia do aperto Mtodo de aperto Eficincia do aperto Ae Torqumetro de impacto ou alavanca 0.75 Torque aplicado com preciso ( 3 % ) 0.85 Tensionamento direto e simultneo 0.95 Medio direta da tenso ou elongao 1.00 Fluido Massa - mg / seg Volume - l / h gua 1 0.036 Nitrognio 1 3.200 Hlio 1 22.140 Equivalncia volumtrica 39. 38 11.4. PROCEDIMENTO DE CLCULO MTODO PVRC O mtodo proposto pelo PVRC apresenta vrias simplificaes para facilitar os clculos. Entretanto, estas simplificaes podem provocar grandes variaes no clculo. Estas variaes esto apresentadas na publicao The Exact Method apresentado 6th Annual Fluid Sealing Association Technical Symposium, Houston, TX, October, 1996 pelo Engenheiro Antnio Carlos Guizzo, Diretor Tcnico da Teadit Indstria e Comrcio. O mesmo autor apresentou outro trabalho no Sealing Technical Symposium, Nashville, TN, April 1998, onde mostra o comportamento das juntas comparando os resultados experimentais com valores previstos nos mtodos de clculo propostos. Cpias destas publicaes podem ser solicitadas Teadit no endereo indicado no incio deste livro. Nota importante: na poca da publicao da Terceira Edio deste livro o mtodo proposto pelo PVRC ainda no estava aprovado pela ASME. O seu uso deve ser cuidadosamente analisado para evitar danos pessoais e materiais provenientes das incertezas que ainda podem existir na sua aplicao. Determinar na Tabela 2.5, as constantes Gb , a, e Gs para a junta que vai ser usada Determinar na Tabela 2.6, para a Classe de Aperto, e a Constante de Aperto, C Determinar na Tabela 2.9, a eficincia de montagem, Ae, de acordo com a ferramenta a ser usada no aperto dos parafusos Calcular a rea de contato da junta com o flange (rea de esmagamento), Ag Determinar a tenso admissvel nos parafusos na temperatura ambiente: Sa Determinar a tenso admissvel nos parafusos na temperatura de operao: Sb Calcular a rea efetiva de atuao da presso do fluido, Ai , de acordo com o Cdigo ASME: Ai = ( /4 ) G2 G = de- 2b b = .5 ( b ) 0.5 ou b = bo se bo menor que 6.4 mm ( 1/4 pol ) bo = N / 2 onde G o dimetro efetivo da junta conforme Cdigo ASME ( Tabelas 2.1 e 2.2 ) Calcular o parmetro de aperto mnimo, Tpmin ; Tpmin = 18.0231 C Pd 40. 39 onde C a constante de aperto escolhida e Pd a presso de projeto. Calcular o parmetro de aperto de montagem, Tpa . Este valor de Tpa deve ser atingido durante a montagem da junta para assegurar que o valor de Tp durante a operao da junta seja igual ou maior que Tpmin . Tpa = X Tpmin onde X > = 1.5 ( Sa / Sb ) onde Sa a tenso admissvel nos parafusos na temperatura ambiente e Sb a tenso admissvel nos parafusos na temperatura de projeto. Calcular a razo dos parmetros de aperto: Tr = Log (Tpa ) / Log (Tpmin ) Calcular a presso mnima de aperto para operao da junta. Esta presso necessria para resistir fora hidrosttica e manter uma presso na junta tal que o Parmetro de Aperto seja, no mnimo, igual a Tpmin Sml = Gs [(Gb / Gs ) ( Tpa )a ] (1/Tr) Calcular a presso mnima de esmagamento da junta: Sy a = (Gb / Ae) ( Tpa )a onde Ae a Eficincia do Aperto, obtido na Tabela 2.9 Calcular a presso de esmagamento de projeto da junta: Sm2 = [( Sb / Sa )( Sy a / 1.5 )] - Pd (Ai / Ag ) onde Ag a rea de contato da junta com a superfcie de vedao do flange Calcular a fora mnima de esmagamento: Wmo = ( Pd Ai ) + ( Smo Ag ) onde Smo a o maior valor de Sm1 , Sm2 ou 2 Pd Calcular a rea resistiva mnima dos parafusos: Am = Wmo / Sb 41. 40 Nmero de parafusos: A rea real dos parafusos, Ab , deve ser igual ou maior que Am . Para isso necessrio escolher um nmero de parafusos tal que a soma das suas reas seja igual ou maior do que Am 11.5. EXEMPLO DE CLCULO PELO MTODO PVRC Junta espiralada dimetro nominal 6 polegadas, classe de presso 300 psi, dimenses conforme Norma ASME B16.20, com espiral em ao inoxidvel, enchimento em Graflex e anel externo em ao carbono bicromatizado. Flange com 12 parafusos de dimetro 1 polegada em ASTM SA193-B7. Presso de projeto: Pd = 2 MPa (290 psi) Presso de teste: Pt = 3 MPa (435 psi) Temperatura de projeto: 450o C Parafusos ASTM AS 193-B7, tenses admissveis: Temperatura ambiente: Sa = 172 MPa Temperatura de operao: Sb = 122 MPa Quantidade: 12 parafusos Da Tabela 2.5 tiramos as constantes da junta: Gb = 15.862 MPa a = 0.237 Gs = 0.090 MPa Classe de aperto: standard, Lrm = .002 mg/seg-mm Constante de aperto: C = 1 Aperto por torqumento: Ae = 0.75 rea de contato da junta, Ag : Ag = ( /4 ) [(de - 3.2)2 - di2 ] = 7271.390 mm2 de = 209.6 mm di = 182.6 mm rea efetiva de atuao da presso interna, Ai : Ai = ( /4 ) G2 = 29711.878 mm2 G = (de - 3.2) - 2b = 194.50 mm b = b0 = 5.95mm bo = N/2 = ((de - 3.2) - di)/4 = 5.95 mm Parmetro de aperto mnimo: Tpmin = 18.0231 C Pd = 36.0462 42. 41 Parmetro de aperto de montagem: Tpa = X Tpmin = 1.5 ( 172 / 122 ) 36.0462 = 76.229 Razo dos parmetros de aperto: Tr = Log (Tpa ) / Log (Tpmin ) = 1.209 Presso mnima de aperto para operao: Sml = Gs [( Gb / Gs ) ( Tpa )a ] 1/Tr = 15.171 MPa Presso mnima de esmagamento: Sy a = [ Gb/Ae ] ( Tpa )a = 59.069 MPa Calcular a presso de esmagamento de projeto da junta: Sm2 = [( Sb / Sa )( Sy a / 1.5 )] - Pd (Ai / Ag ) = 19.759 MPa Fora mnima de esmagamento: Wmo = ( Pd Ai ) + ( Smo Ag ) onde Smo a o maior valor de Sm1 = 15.171 Sm2 = 19.759 2 Pd = 4 Wmo = ( Pd Ai ) + ( Smo Ag ) = 203 089 N 12. ESMAGAMENTO MXIMO Nas Sees 4 e 11 deste Captulo esto os mtodos para calcular a fora de esmagamento mnima da junta para assegurar uma vedao adequada. Entretanto, conforme os estudos do PVRC quanto maior o aperto maior a selabilidade, portanto, interessante saber qual o valor da fora de aperto mxima. Fazendo-se a instalao com o aperto prximo do mximo tira-se proveito da possibilidade de uma maior selabilidade. Um problema freqentemente encontrado so juntas danificadas por excesso de aperto. Para todos os tipos de juntas possvel estabelecer qual a presso mxima de esmagamento, este valor no deve ser superado na instalao sob pena de danificar a junta. 43. 42 12.1 CLCULO DA FORA MXIMA DE APERTO A seguir est descrito mtodo para calcular o aperto mximo admissvel pela junta e pelos parafusos. Calcular a rea de contato da junta com o flange (rea de esmagamento), Ag . Calcular a rea efetiva de atuao da presso do fluido, Ai , de acordo com o Cdigo ASME: Ai = ( /4 ) G2 G = de - 2b b = .5 ( b ) 0.5 ou b = b0 se b0 for menor que 6.4 mm b0 = N/2 onde G o dimetro efetivo da junta conforme tabelas do Cdigo ASME Calcular a fora de presso, H: H = Ai Pd Calcular a fora mxima disponvel para o esmagamento, Wdisp : Wdisp = Aml Np Sa onde Aml a rea da raiz da rosca dos parafusos ou menor rea sob tenso, Np o nmero de parafusos e Sa a tenso mxima admissvel nos parafusos na temperatura ambiente. Calcular a presso de esmagamento da junta, Sy a : Sy a = Wdisp / Ag Determinar a mxima presso de esmagamento para a junta de acordo com a recomendao do fabricante, Sym . Estabelecer como a presso de esmagamento mxima, Sys, o menor valor entre Sy a e Sym . Calcular a fora de esmagamento mxima, Wmax : Wmax = Sys Ag Calcular a fora de aperto mnimo Wmo de acordo com as Sees 4 ou 11 deste Captulo. 44. 43 Se o valor de Wmax for menor do que Wmo a combinao das juntas e parafusos no adequada para a aplicao. Se Wmax for maior do que Wmo a combinao junta e parafusos satisfatria. Com o valor da fora de aperto mxima conhecido possvel ento determinar se todas as demais tenses esto dentro dos limites estabelecidos pelo Cdigo ASME. Esta verificao est alm dos objetivos deste livro. 12.2 EXEMPLO DE CLCULO DA FORA DE APERTO MXIMA No exemplo da Seo 11.5 podemos calcular a fora de aperto mxima. rea de contato da junta com o flange: Ag = ( /4 ) [(de - 3.2)2 - di2 ] = 7271.37 mm2 de = 209.6 mm di = 182.6 mm rea efetiva de atuao da presso do fluido: Ai = ( /4 ) G2 = 29711.8 mm2 G = (de - 3.2) - 2b = 194.50 mm b = b0 = 5.95mm bo = N/2 = ((de - 3.2) - di)/4 = 5.95 mm Calcular a fora de presso, H: H = Ai Pd = 29711 x 2 = 59 423 N Fora mxima disponvel para o esmagamento: Wdisp = Ae Aml Np Sa = 391 x 12 x 172 = 807 024 N Calcular a presso de esmagamento da junta, Sy a : Sy a = Wdisp / Ag = 807 024 / 7271 = 110.992 MPa Presso de esmagamento mxima recomendada para a junta: Sym = 210 MPa 45. 44 Presso de esmagamento mxima, menor valor entre Sy a e Sym : Sys = 110 MPa Calcular a fora de esmagamento mxima, Wmax : Wmax = Sys Ag = 110 x 7271 = 799 810 N Fora de aperto mnimo, conforme Seo 11.5: Wmo = 203 089 N Como o valor de Wmax maior Wmo a combinao das juntas e parafusos adequada para a aplicao. Com os valores das foras mxima e mnima possvel calcular os valores dos torques mximo e mnimo: Tmin = k Wmo dp / Np = 0.2 x 203 089 x 0.0254 / 12 = 85.97 N-m Tmax = k Wmax dp / Np = 0.2 x 799 810 x 0.0254 / 12 = 338.58 N-m 46. 45 CAPTULO 3 MATERIAIS PARA JUNTAS NO-METLICAS 1. CRITRIOS DE SELEO A escolha de um material para junta no metlica dificultada pela existncia, no mercado, de uma grande variedade de materiais com caractersticas similares. Alm disso, novos produtos ou variaes de produtos existentes aparecem freqentemente. impraticvel listar e descrever todos os materiais. Por esta razo, foram selecionados os materiais mais usados com as suas caractersticas bsicas. Fazendo-se necessrio um aprofundamento maior, recomenda-se consultar o fabricante. As quatro condies bsicas que devem ser observadas ao selecionar o material de uma junta so: Presso de operao. Fora dos parafusos. Resistncia ao ataque qumico do fluido (corroso). Temperatura de operao. As duas primeiras foram analisadas no Captulo 2 deste livro. A resistncia corroso pode ser influenciada por vrios fatores, principalmente: Concentrao do agente corrosivo: nem sempre uma maior concentrao torna um fluido mais corrosivo. Temperatura do agente corrosivo: em geral, temperaturas mais elevadas aceleram a corroso. 47. 46 Ponto de condensao: a passagem do fluido com presena de enxofre e gua pelo ponto de condensao, comum em gases provenientes de combusto, pode provocar a formao de condensados extremamente corrosivos. Em situaes crticas so necessrios testes em laboratrio para determinar, nas condies de operao, a compatibilidade do material da junta com o fluido. Ao iniciar o projeto de uma junta, uma avaliao total deve ser efetuada, comeando pelo tipo de flange, fora dos parafusos, fora mnima de esmagamento etc. Todas as etapas devem ser seguidas at a definio do tipo e do material da junta. Geralmente, a seleo de uma junta pode ser simplificada usando o Fator de Servio, conforme mostrado a seguir. 2. FATOR P X T OU FATOR DE SERVIO O Fator de Servio ou fator Presso x Temperatura ( P x T ) um bom ponto de partida para selecionar o material de uma junta. Ele obtido multiplicando-se o valor da presso em kgf/cm2 pela temperatura em graus centgrados e comparando-se o resultado com os valores da tabela a seguir. Se o valor for maior que 25 000, deve ser escolhida uma junta metlica. Tabela 3.1 Fator de Servio P X T Temperatura Material da Junta mximo mxima - o C 530 150 Borracha 1150 120 Fibra vegetal 2700 250 PTFE 15000 540 Papelo hidrulico 25000 590 Papelo hidrulico com tela metlica Os limites de temperaturase os valores de P x T no podem ser tomados como absolutos. As condies de cada caso, tais como variao nos tipos de matria-prima, projeto de flanges e outras particularidades de cada aplicao podem modificar estes valores. Nota importante: as recomendaes deste Captulo so genricas, e as condies particulares de cada caso devem ser avaliadas cuidadosamente. 3. PAPELO HIDRULICO Desde a sua introduo, no final do sculo passado, o Papelo Hidrulico tem sido o material mais usado para vedao de flanges. Possui caractersticas de selabilidade em larga faixa de condies operacionais. Devido sua importncia no campo da vedao industrial, o Captulo 4 deste livro inteiramente dedicado s juntas de Papelo Hidrulico. 48. 47 4. POLITETRAFLUOROETILENO ( PTFE ) Desenvolvido pela Du Pont, que o comercializa com a marca Teflon, o PTFE nas suas diferentes formas um dos materiais mais usados em juntas industriais. Devido sua crescente importncia o Captulo 5 deste livro cobre vrias alternativas de juntas com PTFE. 5. GRAFITE FLEXVEL GRAFLEX Produzido a partir da expanso e calandragem da grafite natural, possui entre 95% e 99% de pureza. Flocos de grafite so tratados com cido, neutralizados com gua e secados at determinado nvel de umidade. Este processo deixa gua entre os gros de grafite. Em seguida, os flocos so submetidos a elevadas temperaturas, e a gua, ao vaporizar, explode os flocos, que atingem volumes de 200 ou mais vezes o original. Estes flocos expandidos so calandrados, sem nenhum aditivo ou ligante, produzindo folhas de material flexvel. A grafite flexvel apresenta reduzido creep, definido como uma deformao plstica contnua de um material submetido a presso. Portanto, a perda da fora dos parafusos reduzida, eliminando reapertos freqentes. Devido s suas caractersticas, a grafite flexvel um dos materiais de vedao mais seguros. Sua capacidade de selabilidade, mesmo nos ambientes mais agressivos e em elevadas temperaturas, tem sido amplamente comprovada. Possui excelente resistncia aos cidos, solues alcalinas e compostos orgnicos. Entretanto, em atmosferas oxidantes e temperaturas acima de 450o C, o seu uso deve ser cuidadosamente analisado. Quando o carbono aquecido em presena do oxignio h formao de dixido de carbono (CO2 ). O resultado desta reao uma reduo da massa de material. Limites de temperatura: - 240o C a 3000o C, em atmosfera neutra ou redutora, e de - 240o C a 450o C, em atmosfera oxidante. A compatibilidade qumica e os limites de temperatura esto no Anexo 3.1. 5.1. PLACAS DE GRAFLEX Por ser um material de baixa resistncia mecnica, as placas de Graflex so fornecidas com ou sem reforo de ao inoxidvel 316. As dimenses so 1000 x 1000 mm e as espessuras so 0.8 mm, 1.6 mm e 3.2 mm. As recomendaes de aplicao esto na Tabela 3.2. Quando usar juntas fabricadas a partir de placas de Graflex com reforo, necessrio verificar tambm a compatibilidade do fluido com o reforo. 49. 48 Tabela 3.2 Tipos de Placas de Graflex Tabela 3.3 Temperaturas de Trabalho Temperatura o C Mxima Os valores de m e y e das constantes para clculo para cada tipo de Placa de Graflex esto na Tabela 3.4. Tabela 3.4 Valores para Clculo Tipo TJR TJE TJB m 2 2 1.5 y (psi) 1 000 2 800 900 Gb (MPa) 5.628 9.655 6.690 a 0.377 0.324 0.384 Gs (MPa) 4.555x10-4 6.897x10-5 3.448x10-4 Presso de esmagamento 165 165 165 mxima (MPa) 5.2. FITAS DE GRAFLEX O Graflex tambm fornecido em fitas com ou sem adesivo, lisa ou corrugada na espessura de 0.4 mm, os tipos e condies de fornecimento esto na Tabela 3.5. Tipo Reforo Aplicao TJR lmina lisa de ao inoxidvel 316L servios gerais, vapor, hidrocarbonetos TJE lmina perfurada de ao inoxidvel 316L servios gerais, vapor, fluido trmico, hidrocarbonetos TJB nenhum servios gerais, flanges frgeis em geral Meio Neutro / redutor Oxidante Vapor Mnima TJR TJE TJB -240 870 870 3 000 -240 450 450 450 -240 650 650 No recomendado 50. 49 Tabela 3.5 Fitas Graflex 6. ELASTMEROS Materiais bastante empregados na fabricao de juntas, em virtude das suas caractersticas de selabilidade. Existem no mercado diversos tipos de polmeros e formulaes, permitindo uma grande variao na escolha. 6.1. CARACTERSTICAS BSICAS As principais caractersticas que tornam a borracha um bom material para juntas so: Resilincia: a borracha um material com elevada resilincia. Sendo bastante elstico, preenche as imperfeies dos flanges, mesmo com pequena fora de aperto. Polmeros: h diversidade de polmeros com diferentes caractersticas fsicas e qumicas. Combinao de polmeros: a combinao de vrios polmeros em uma formulao permite obter diferentes caractersticas fsicas e qumicas, como resistncia trao ou a produtos qumicos, dureza etc. Variedade: chapas ou lenis com diferentes espessuras, cores, larguras, comprimento e acabamentos superficiais podem ser fabricados para atender s necessidades de cada caso. 6.2. PROCESSO DE SELEO Em juntas industriais os Elastmeros normalmente so utilizados em baixas presses e temperatura. Para melhorar a resistncia mecnica, reforos com uma ou mais camadas de lona de algodo podem ser empregados. A dureza normal para juntas industriais de 55 a 80 Shore A e espessura de 0.8 mm (1/32") a 6.4 mm (1/4"). O Anexo 3.2 apresenta a compatibilidade entre os diversos fluidos e os Elastmeros mais utilizados, que esto relacionados a seguir. O cdigo entre parnteses a designao ASTM. Tipo Apresentao Aplicao Rolos com TJI fita lisa com adesivo vedao de conexes roscadas 12.7 x 8 000 ou 25.4 x 15 000 mm TJH fita corrugada com adesivo moldada sobre a superfcie de vedao dos flanges 12.7 x 8 000 ou 25.4 x 15 000 mm TJZ fita corrugada sem adesivo enrolada e prensada em hastes de vlvulas e anis pr-moldados 6.4 ou 12.7 x 8 000 e 19.1 ou 25.4 x 15000 51. 50 6.3. BORRACHA NATURAL (NR) Possui boa resistncia aos sais inorgnicos, amnia, cidos fracos e lcalis; pouca resistncia a leos, solventes e produtos qumicos; apresenta acentuado envelhecimento devido ao ataque pelo oznio; no recomendada para uso em locais expostos ao sol ou ao oxignio; tem grande resistncia mecnica e ao desgaste por atrito. Nveis de temperatura bastante limitados : de -50o C a 90o C. 6.4. ESTIRENO-BUTADIENO (SBR) A borracha SBR, tambm chamada de borracha sinttica, foi desenvolvida como alternativa borracha natural. Recomendada para uso em gua quente e fria, ar, vapor e alguns cidos fracos; no deve ser usada em cidos fortes , leos , graxas e solventes clorados; possui pouca resistncia ao oznio e maioria dos hidrocarbonetos. Limites de temperatura de -50o C a 120o C. 6.5. CLOROPRENE (CR) Mais conhecida como Neoprene, seu nome comercial. Possui excelente resistncia aos leos, oznio, luz solar e envelhecimento, e baixa permeabilidade aos gases; recomendada para uso em gasolina e solventes no aromticos; tem pouca resistncia aos agentes oxidantes fortes e hidrocarbonetos aromticos e clorados. Limites de temperatura de -50o C a 120o C. 6.6. NITRLICA (NBR) Tambm conhecida como Buna-N. Possui boa resistncia aos leos, solventes, hidrocarbonetos aromticos e alifticos e gasolina. Pouca resistncia aos agentes oxidantes fortes, hidrocarbonetos clorados, cetonas e steres. Limites de temperatura de -50o C a 120o C. 6.7. FLUORELASTMERO (CFM, FVSI, FPM) Mais conhecido como Viton, seu nome comercial. Possui excelente resistncia aos cidos fortes, leos, gasolina, solventes clorados e hidrocarbonetos alifticos e aromticos. No recomendada para uso com aminos, steres, cetonas e vapor. Limites de temperatura de -40o C a 204o C. 6.8. SILICONE (SI) A borracha silicone possui excelente resistncia ao envelhecimento, no sendo afetada pela luz solar ou oznio, por isso muito usada em ar quente. Tem pouca resistncia mecnica, aos hidrocarbonetos alifticos e aromticos e ao vapor. Possui limites de temperatura mais amplos, de -100o C a 260o C. 6.9. ETILENO-PROPILENO (EPDM) Elastmero com boa resistncia ao oznio, vapor, cidos fortes e lcalis. No recomendado para uso com solventes e hidrocarbonetos aromticos. Limites de temperatura de -50o C a 120o C. 52. 51 6.10. HYPALON Elastmero da famlia do Neoprene , possui excelente resistncia ao oznio, luz solar, produtos qumicos e boa resistncia aos leos. Limites de temperatura de -100o C a 260o C. 7. FIBRA CELULOSE A folha de fibra de celulose, muito conhecida pelo nome comercial Velumide, fabricada a partir de celulose aglomerada com cola e glicerina. muito usada na vedao de produtos de petrleo, gases e vrios solventes. Disponvel em rolos com espessura de 0.5mm a 1.6mm. Limite mximo de temperatura 120o C. 8. CORTIA Gros de cortia so aglomerados com borracha para obter a compressibilidade da cortia, com as vantagens da borracha sinttica. Usada largamente quando a fora de aperto limitada, como em flanges de chapa fina estampada ou de material frgil como cermica e vidro. Recomendada para uso com gua, leos lubrificantes e outros derivados de petrleo em presses at 3 bar e temperatura at 120o C. Possui pouca resistncia ao envelhecimento e no deve ser usada em cidos inorgnicos, lcalis e solues oxidantes. 9. TECIDOS E FITAS Tecidos de amianto ou fibra de vidro impregnados com um Elastmero so bastante usados em juntas industriais. O fio do tecido pode, para elevar a sua resistncia mecnica, ter reforo de fio metlico, como o lato ou ao inox. As espessuras vo de 0.8mm (l/32") a 3.2mm (1/8"). Espessuras maiores so obtidas dobrando uma camada sobre a outra. Os Elastmeros mais usados na impregnao de tecidos so: borracha estireno- butadieno (SBR), Neoprene, Viton e Silicone. 9.1. TECIDOS DE AMIANTO Os tecidos de amianto impregnados normalmente possuem 75% de amianto e 25% de outras fibras, como o Rayon ou algodo. Esta combinao feita para melhorar as propriedades mecnicas e facilitar a fabricao, com sensvel reduo de custo. 9.2. TECIDOS DE FIBRA DE VIDRO Os tecidos de fibra de vidro so fabricados a partir de dois tipos de fios: Filamento contnuo. Texturizado. 53. 52 Os tecidos feitos a partir de fio de filamento contnuo possuem espessura reduzida e, conseqentemente, menor resistncia mecnica. Os tecidos com fio Texturizado, processo que eleva o volume do fio, possuem maior resistncia mecnica, por isso, mais usado em juntas industriais. 9.3. JUNTAS DE TECIDOS E FITAS Os tecidos e fitas so dobrados e moldados em forma de juntas. Se necessrio para atingir a espessura desejada podem ser dobrados e colados em vrias camadas. Estas juntas so usadas principalmente nas portas de visitas de caldeiras (manhole e handhole). Elas podem ser circulares, ovais, quadradas ou de outras formas. So tambm usadas em fornos, fornalhas, autoclaves, portas de acesso e painis de equipamentos. 9.4. FITA TADPOLE Os tecidos podem ser enrolados em volta de um ncleo, normalmente uma gaxeta de amianto ou fibra de vidro, conforme mostrado na figura 3.2. O tecido pode ter ou no impregnao de Elastmeros. A junta com esta forma conhecida como tadpole. O tecido se estende alm do ncleo, formando uma fita plana que pode ter furos de fixao. A seo circular oferece boa vedao em superfcies irregulares sujeitas a aberturas e fechamento freqentes, como portas de fornos e estufas. Figura 3.2 10. PAPELO DE AMIANTO (PI 97-B) Material fabricado a partir de fibras de amianto com ligantes incombustveis, com elevada resistncia temperatura. Normalmente usado como isolante trmico, empregado como enchimento de juntas semi-metlicas devido sua compressibilidade e resistncia trmica. Tambm recomendado para a fabricao de juntas para dutos de gases quentes e baixas presses. Temperatura limite de operao contnua 800o C. 54. 53 11. PAPELO ISOLIT HT Devido s restries ao manuseio do amianto, o Isolit HT a alternativa ao papelo de amianto, com desempenho similar. Composto de fibra cermica com at 5% de fibras orgnicas, que aumentam a sua resistncia mecnica. Quando exposto a temperaturas acima de 200o C estas substncias orgnicas carbonizam, resultando em material totalmente inorgnico com resistncia at a 800o C. 12. FIBRA CERMICA Na forma de mantas usada para fabricao de juntas para uso em dutos de gases quentes e baixa presso. Material tambm empregado como enchimento em juntas semi-metlicas em substituio ao papelo de amianto. Limite de temperatura: 1200o C. 13. BEATER ADDITION O processo beater addition (BA) de fabricao de materiais para juntas semelhante ao de fabricao de papel. Fibras sintticas, orgnicas ou minerais so batidas com ligantes em misturadores, que as abrem, propiciando uma maior rea de contato com os ligantes. Esta maior rea de contato aumenta a resistncia mecnica do produto final. Vrias ligantes podem ser usados, como o ltex, borracha SBR, nitrlica etc. Devido sua limitada resistncia presso um material pouco usado em aplicaes industriais, exceto como enchimento de juntas semi-metlicas para baixas temperaturas. Os materiais produzidos pelo processo BA so disponveis em bobinas de at 1200mm de largura, com espessuras de 0.3 mm a 1.5 mm. 14. PAPELO TEAPLAC Papeles para isolamento trmico sem Amianto Teaplac 800 e Teaplac 850 so usados na fabricao de juntas para usos em elevadas temperaturas e baixas presses 55. 54 ANEXO 3.1 COMPATIBILIDADE QUMICA DO GRAFLEX Fluidos Acetato de Monovinil Acetato Isoproplico Acetona cido Actico cido Arsnico cido Benzilsulfnico cido Brico cido Brmico cido Carbnico cido Ctrico cido Clordrico cido Dicloropropinico cido Esterico cido Fluordrico cido Fluorsilcio cido Flico cido Frmico cido Fosfrico cido Graxo cido Ltico cido Monocloroactico cido Ntrico cido Olico cido Oxlico cido Sulfrico cido Sulfrico cido Sulfuroso cido Tartrico gua Boronatada gua Deaerada gua Mercaptana lcool Isoproplico lcool Amlico lcool Butlico lcool Etlico Concentrao % Todas 100 0 - 100 Todas Todas 60 Todas Todas Todas Todas Todas 90 100 100 Todas 0 a 20 Todas Todas 0 a 85 Todas Todas 100 Todas 100 Todas 0 a 70 Maior que 70 Todas Todas - - Saturada 0 - 100 100 100 0 - 100 Temperatura mxima o C Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas No Recomendado Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas No Recomendado Todas Todas Todas No Recomendado Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas 56. 55 ANEXO 3.1 (Continuao) COMPATIBILIDADE QUMICA DO GRAFLEX Fluidos lcool metlico Anidrido acetico Anilina Ar Benzeno Biflureto de Amnia Bromo Cellosolve Butlico Cellosolve Solvente Cloreto Cprico Cloreto de Alummio Clorato de Clcio Cloreto de Estanho Cloreto de Etila Cloreto de Nquel Cloreto de Sdio Cloreto de Zinco Cloreto Frrico Cloreto Ferroso Clorito de Sdio Cloro seco Cloroetilbenzeno Clorofrmio Dibromo Etileno Dicloro Etileno Dietanolamina Dioxano Dixido de Enxofre ter isoproplico Etila Etileno Cloridina Etileno Glicol Fluidos para transferncia de calor (todos) Fluidos refrigerantes Concentrao % 0 - 100 100 100 - 100 Todas Todas 0 - 100 Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas 0 - 4 100 100 100 100 100 Todas 0 - 100 Todas 100 Todas 0 - 8 Todas - Todas Temperatura mxima o C 650 Todas Todas 450 Todas Todas No Recomendado Todas Todas Todas Todas No Recomendado Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas No Recomendado Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas 57. 56 ANEXO 3.1 (Continuao) COMPATIBILIDADE QUMICA DO GRAFLEX Fluidos Fluor Gasolina Glicerina Hexaclorobenzeno Hidrato de Cloral Hidrocloreto de Anilina Hidrxido de Alumnio Hidrxido de Amnia Hidrxido de Sdio Hipocloreto de Clcio Hipoclorito de Sdio Iodo Manitol Metil-isobutil-cetona Monocloreto de Enxofre Monoclorobenzeno Monoetanolamina Octanol Paradiclorobenzeno Paraldedo Querosene Sulfato de Amnia Sulfato de Cobre Sulfato de Ferro Sulfato de Mangans Sulfato de Nquel Sulfato de Zinco Tetracloreto de Carbono Tetracloroetano Ticloreto de Arsnio Tiocianato de Amonia Tricloreto de Fsforo Tricloroetileno Vapor Xileno Concentrao % Todas - 0 - 100 100 - 0 - 60 Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas 100 100 100 Todas 100 100 100 - Todas Todas Todas Todas Todas Todas 100 100 100 0 63 100 100 - Todas Temperatura mxima o C No Recomendado Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas No Recomendado No Recomendado No Recomendado Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas Todas 650 Todas 58. 57 ANEXO 3.2 RESISTNCIA QUMICA DE ELASTMEROS PARA JUNTAS 1: boa resistncia 3: sem informao 2: resistncia regular 4: pouca resistncia NBR: nitrlica SBR: stireno-butadieno FE : fluorelastmero NR : natural CR : cloroprene SI : silicone Fluido Acetaldedo Acetato de alumnio Acetato de butila Acetado de etila Acetado de potssio Acetileno Acetona cido actico 5% cido actico glacial cido benzico cido brico cido butrico cido ctrico cido clordrico (concentrado) cido clordrico (diludo) cido crmico cido fluordrico (concentrado) cido fluordrico (diludo) cido fosfrico concentrado cido fosfrico diludo cido ltico cido maleico cido ntrico concentrado cido ntrico diludo cido ntrico fumegante cido olico cido oxlico cido palmtico cido saliclico NBR 3 2 4 4 2 1 4 2 2 4 1 4 1 4 3 4 4 4 4 4 1 4 4 4 4 3 2 1 2 F E 4 4 4 4 4 1 4 1 4 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 CR 3 2 4 4 2 2 2 1 2 4 1 4 1 4 1 4 4 1 1 1 1 4 4 2 4 2 2 2 3 SBR 3 4 4 4 4 2 4 2 2 4 1 4 1 4 3 4 4 2 3 2 1 4 4 4 4 4 2 2 2 NR 2 1 4 4 1 2 4 2 2 4 1 3 1 4 3 4 4 4 3 2 1 4 4 4 4 4 2 2 1 SI 2 4 4 2 4 2 4 1 2 4 1 3 1 4 4 3 4 4 3 2 3 3 4 4 4 4 2 4 3 59. 58 ANEXO 3.2 ( Continuao ) RESISTNCIA QUMICA DE ELASTMEROS PARA JUNTAS Fluido cido sulfrico concentrado cido sulfrico diludo cido sulfrico fumegante cido sulfuroso cido tnico cido tartrico cidos graxos gua do mar gua potvel Alcatro lcool butlico (butanol) lcool de madeira lcool isoproplico lcool proplico Amnia lquida (anidra) Amnia quente (gs) Amnia fria (gs) Anilina Ar at 100C Ar at 150C Ar at 200C Ar at 250C Benzeno Bicarbonato de sdio Brax Caf Carbonato de amnia Carbonato de clcio Carbonato de sdio Cerveja Cianeto de potssio Ciclo-hexanol Cloreto de alumnio Cloreto de amnia Cloreto de brio Cloreto de clcio Cloreto de etila NBR 4 4 4 2 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 2 4 1 4 1 2 4 4 4 1 2 1 4 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 F E 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 4 1 1 4 4 4 1 1 1 1 3 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 CR 4 2 4 2 1 1 2 2 1 2 1 1 1 1 1 2 1 4 1 2 4 4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 SBR 4 3 4 2 2 2 4 1 1 4 1 1 2 1 4 4 1 4 2 4 4 4 4 1 2 1 3 1 1 1 1 4 1 1 1 1 2 NR 4 3 4 2 1 1 3 1 1 4 1 1 1 1 4 4 1 4 2 4 4 4 4 1 2 1 3 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 SI 4 4 4 4 2 1 3 1 1 4 2 1 1 1 2 1 1 4 1 1 1 2 4 1 2 1 3 1 1 1 1 4 2 3 1 1 4 60. 59 ANEXO 3.2 ( Continuao ) RESISTNCIA QUMICA DE ELASTMEROS PARA JUNTAS Fluido Cloreto de etileno Cloreto de magnsio Cloreto de metileno Cloreto de potssio Cloreto de sdio Cloro (seco) Cloro (mido) Clorofrmio Decalin Dibutil ftalato Dixido de enxofre (seco) Dixido de enxofre (mido) Dissulfeto de carbono Dowtherm A Esgoto sanitrio Etano Etanol ter dibutlico ter etlico ter metlico Etileno glicol Fenol Fluoreto de alumnio Formaldedo Fosfato de clcio Freon 12 Freon 22 Gs carbnico Gs liquefeito de petrleo Gs natural Gasolina Glicerina Glicose Heptano Hidrognio Hidrxido de amnia (concentrado) Hidrxido de clcio NBR 4 1 4 1 1 4 3 4 4 4 4 4 4 4 1 1 1 4 3 1 1 4 1 4 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 F E 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 4 4 1 1 1 1 3 3 4 1 1 1 3 4 1 1 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CR 4 1 4 1 1 2 4 4 4 4 1 1 4 2 2 2 1 4 4 3 1 2 1 4 2 1 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1 1 SBR 4 1 4 1 1 4 3 4 4 4 2 4 4 4 1 4 1 4 4 1 1 4 1 4 1 1 1 2 4 2 4 1 1 4 2 3 1 NR 4 1 4 1 1 4 3 4 4 4 2 4 4 4 1 4 1 4 4 1 1 4 2 4 1 2 1 2 4 2 4 1 1 4 2 3 1 SI 4 1 4 1 1 4 3 4 4 3 2 2 3 4 1 4 1 4 4 1 1 4 2 4 1 4 4 2 3 1 4 1 1 4 3 1 3 61. 60 ANEXO 3.2 ( Continuao ) RESISTNCIA QUMICA DE ELASTMEROS PARA JUNTAS Fluido Hidrxido de magnsio Hidrxido de potssio Hidrxido de sdio Hipoclorito de clcio Hipoclorito de sdio Isso-octano Ieite Mercrio Metano Metanol Metil butil cetona Metil butil cetona ( MEK ) Metil isobutil cetona ( MIBK ) Metil isopropril cetona Metil salicilato Monxido de carbono Nafta Neon Nitrato de alumnio Nitrato de potssio Nitrato de prata Nitrognio Octano leo bunker leo combustvel leo combustvel cido leo cru leo de amendoim leo de coco leo de linhaa leo de madeira leo de milho leo de oliva leo de soja leo diesel leo hidrulico ( mineral ) leo lubrificante NBR 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 4 4 4 4 4 1 2 1 1 1 2 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 F E 1 4 1 1 1 1 1 1 1 2 4 4 4 4 3 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CR 1 1 1 2 2 1 1 1 2 1 4 4 4 4 4 1 4 1 1 1 1 1 4 4 1 2 4 3 3 1 2 3 2 1 3 2 2 SBR 2 2 2 2 2 4 1 1 4 1 4 4 4 4 3 2 4 1 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 NR 2 2 1 2 2 4 1 1 4 1 4 4 4 4 3 2 4 1 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 SI 3 3 1 2 2 4 1 3 4 1 4 4 4 4 3 1 4 1 2 1 1 1 4 2 4 1 4 1 1 1 4 1 1 1 4 2 4 62. 61 Fluido leo para turbina leo silicone leo vegetal leos minerais Oxignio Oxignio ( 100-200C ) Oxignio lquido Ozona Pentano Percloroetileno Perxido de hidrognio Petrleo Propano Querosene Silicato de clcio Silicato de sdio Solues custicas Solventes clorados Sulfato de alumnio Sulfato de amnia Sulfato de cobre Sulfato de magnsio Sulfato de sdio Sulfato de zinco Sulfito de magnsio Tetracloreto de carbono Tetracloroetano Thinner Tolueno Tricloroetano Tricloroetileno Usque Vapor Vinagre Vinho Xileno Xilol NBR 1 1 1 1 2 4 2 4 1 2 2 1 1 1 1 1 2 4 1 1 1 1 1 1 1 2 4 4 4 4 3 1 1 2 1 4 4 F E 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 CR 4 1 3 1 1 4 1 3 1 4 2 2 2 2 1 1 2 4 1 1 1 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 1 1 2 1 4 4 SBR 4 1 4 4 4 4 4 4 3 4 2 4 4 4 1 1 2 4 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 1 2 2 1 4 4 NR 4 1 4 4 2 4 1 4 4 4 2 4 4 4 1 1 1 4 1 1 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 1 2 2 1 4 4 SI 4 3 1 2 1 1 2 1 4 4 1 4 4 4 3 3 2 4 1 3 1 1 1 1 1 4 3 4 4 4 4 1 1 1 1 4 4 ANEXO 3.2 ( Continuao ) RESISTNCIA QUMICA DE ELASTMEROS PARA JUNTAS 63. 62 64. 63 CAPTULO 4 JUNTAS EM PAPELO HIDRULICO 1. PAPELES HIDRULICOS TEADIT So fabricados a partir da vulcanizao sob presso de Elastmeros com fibras minerais ou sinttica. Por serem bastante econmicos em relao ao seu desempenho, so os materiais mais usados na fabricao de juntas industriais, cobrindo ampla faixa de aplicao. Suas principais caractersticas so: Elevada resistncia ao esmagamento Baixo relaxamento (creep relaxation ) Resistncia a altas temperaturas e presses Resistncia a produtos qumicos 2. COMPOSIO E CARACTERSTICAS Na fabricao do papelo hidrulico, fibras de amianto ou sintticas, como a aramida (Kevlar*), so misturados com Elastmeros e outros materiais, formando uma massa viscosa. Esta massa calandrada a quente at a formao de uma folha com as caractersticas fsicas e dimenses desejadas. A fibra, o elastmero ou a combinao de Elastmeros, aditivos, a temperatura e o tempo de processamento so combinados de forma a resultar em um papelo hidrulico com caractersticas especficas para cada aplicao. (*Marca registrada da E. I. Du Pont de Nemours, EUA) 65. 64 2.1 FIBRAS As fibras possuem a funo estrutural, determinando, principalmente, as caractersticas de elevada resistncia mecnica dos papeles hidrulicos. Nos papeles base de amianto, o problema de riscos pessoais aos usurios bastante reduzido, por estarem as fibras totalmente impregnadas por borracha. Os papeles base de fibras sintticas so totalmente sem-amianto, dando bastante segurana aos usurios. Importante: recomenda-se o uso correto dos papeles base de amianto; o lixamento, raspagem ou qualquer processo que provoque poeira, deve ser feito evitando-se sua inalao, usando-se mscaras com filtros descartveis. As roupas de trabalho devem ser guardadas e lavadas em separadas das demais. Maiores informaes para o manuseio e uso correto de produtos de amianto, podem ser obtidas no Anexo 12 da NR 15 da Portaria 3214 de 8/06/1978 do Ministrio do Trabalho. 2.2 ELASTMEROS Os Elastmeros, vulcanizados sob presso com as fibras, determinam a resistncia qumica do papelo hidrulico, dando-lhe tambm as suas caractersticas de flexibilidade e elasticidade. Os Elastmeros mais usados so: Borracha natural ( NR ): produto natural extrado de plantas tropicais, apresenta excelente elasticidade, flexibilidade, baixa resistncia qumica e temperatura. Borracha estireno-butadieno ( SBR ):tambm conhecida como borracha sinttica, foi desenvolvida como alternativa borracha natural, possuindo caractersticas similares. Cloropreno ( CR ):mais conhecido pelo seu nome comercial, Neoprene*, possui excelente resistncia a leos, gasolina, solventes de petrleo e ao oznio. Borracha nitrlica ( NBR ):superior s borrachas SBR e CR em relao a produtos qumicos e temperatura. Tem excelente resistncia a leos, gasolina, solventes de petrleo, hidrocarbonetos alifticos e aromticos, solventes clorados e leos vegetais e animais. Hypalon: possui excelente resistncia qumica inclusive aos cidos e lcalis. 2.3 REFORO METLICO Para elevar a resistncia mecnica, os papeles hidrulicos podem ser reforados com tela metlica. Estes materiais so recomendados para aplicaes onde a junta est sujeita a tenses mecnicas altas. A tela normalmente de ao carbono, podendo, entretanto, ser usado ao inoxidvel, para melhor resistir ao fluido vedado. 66. 65 Juntas de papelo hidrulico com insero metlica apresentam uma selabilidade menor, pois a insero da tela possibilita um vazamento atravs da prpria junta. A tela metlica tambm dificulta o corte da junta e deve ser usada somente quando estritamente necessrio. 2.4 ACABAMENTO Os diversos tipos de papelo hidrulico so fabricados com dois acabamentos superficiais, ambos com o carimbo do tipo e marca Teadit: Natural: permite uma maior aderncia ao flange. Grafitado: evita a aderncia ao flange, facilitando a troca da junta, quando esta feita com freqncia. 2.5 DIMENSES DE FORNECIMENTO Os papeles hidrulicos Teadit so normalmente comercializados em folhas de 1500 mm por 1600 mm. Sob encomenda podem ser fornecidos em folhas de 1500 mm por 3200 mm. Alguns materiais tambm podem ser fabricados em folhas de 3000 mm por 3200 mm. 2.6 CARACTERSTICAS FSICAS As associaes normalizadoras e os fabricantes, desenvolveram vrios testes para permitir a uniformidade de fabricao, determinao das condies, limites de aplicao e comparao entre materiais de diversos fabricantes. 2.6.1 COMPRESSIBILIDADE E RECUPERAO Medida de acordo, com a Norma ASTM F36A, a reduo de espessura do material, quando submetido a uma carga de 5000 psi ( 34.5 MPa ) expressa como uma porcentagem da espessura original. Recuperao a retomada da espessura quando a carga sobre o material retirada, expressa como porcentagem da espessura comprimida. A compressibilidade indica a capacidade do material de se acomodar s imperfeies dos flanges. Quanto maior a compressibilidade, mais facilmente o material preenche as irregularidades. A recuperao indica a capacidade do material em absorver os efeitos das variaes de presso e temperatura. 2.6.2 SELABILIDADE Medida de acordo com a Norma ASTM F37, indica a capacidade de vedar sob condies controladas de laboratrio com isoctano, presso de 1atm e de carga do flange variando de 125 psi (0.86 MPa) a 4000 psi (27.58 MPa). 67. 66 2.6.3 RETENO DE TORQUE Medida de acordo com a ASTM F38, indica a capacidade do material em manter o aperto ao longo do tempo, expressa como uma percentagem de perda de carga inicial. Um material estvel retm o torque aps uma perda inicial, ao contrrio de um material instvel que apresenta uma contnua perda, causando uma degradao da vedao, com o tempo. A presso inicial de teste de 21 MPa, temperatura 100o C e tempo 22 horas. Quanto maiores a espessura do material e temperatura de operao, menor a reteno de torque. As Normas DIN 52913 e BS 2815 estabelecem os mtodos de medio da Reteno de Torque. 2.6.4 IMERSO EM FLUIDO Medida de acordo com a Norma ASTM F146, permite verificar a variao do material, quando imerso em fluidos por tempo e temperatura determinados. Os fluidos de testes de imerso mais comuns so o leo IRM 903, base de petrleo e o ASTM Fuel B, composto de 70% isoctano e 30% tolueno e tambm imerso em cidos. So verificadas variaes de compressibilidade, recuperao, aumento de espessura, reduo de resistncia trao e aumento de peso. 2.6.5 RESISTNCIA TRAO Medida de acordo com a Norma ASTM F152, um parmetro de controle de qualidade, e seu valor no est diretamente relacionado com as condies de aplicao do material. 2.6.6 PERDA POR CALCINAO Medida pela Norma ASTM F495 indica a porcentagem de material perdido ao calcinar o material. 2.6.7 DIAGRAMA PRESSO X TEMPERATURA No havendo teste internacionalmente adotado para estabelecer os limites de operao dos materiais para juntas, a Teadit desenvolveu procedimento especfico para determinar a presso mxima de trabalho, em funo da temperatura. O fluido de teste o Nitrognio. 3. PROJETO DE JUNTAS COM PAPELO HIDRULICO 3.1 CONDIES OPERACIONAIS Ao iniciarmos o projeto de uma junta, devemos, em primeiro lugar, verificar se as condies operacionais so adequadas ao uso de papelo hidrulico. A presso e temperatura de trabalho, devem ser comparadas com as mximas indicadas pelo fabricante. 68. 67 Para os Papelo Hidrulicos Teadit do tipo NA (No Amianto), foram determinadas as curvas P x T que representam o comportamento do material, considerando a ao simultnea da presso e temperatura. As curvas P x T so determinadas com Nitrognio e junta na espessura de 1.6 mm. Para determinar se uma condio adequada, dever-se verificar se a presso e a temperatura de operao esto dentro da faixa recomendada para o material, que representada pela rea sob a curva inferior do grfico. Se o ponto cair na rea entre as duas curvas necessrio consultar a Teadit pois, dependendo de outros fatores tais como tipo de fluido e existncia de ciclo trmico, o material pode ou no ser adequado para a aplicao. 3.2 RESISTNCIA QUMICA Antes de decidirmos pelo uso de um tipo de papelo hidrulico, devemos verificar a sua resistncia qumica ao fluido a ser vedado. O Anexo 4.2, no final deste captulo, apresenta a compatibilidade entre vrios produtos e os diversos tipos de papelo hidrulico Teadit. Importante: as recomendaes do Anexo 4.2 so genricas, portanto as condies particulares de cada caso devem ser analisadas cuidadosamente. 3.3 TIPOS DE JUNTAS 3.3.1. TIPO 810 RF ( RAISED FACE ) O Tipo 810 ou RF ( Figura 4.1 ) uma junta cujo dimetro externo tangncia os parafusos, fazendo-a auto-centrante ao ser instalada. o tipo de junta mais usado em flanges industriais por ser o mais econmico, sem perda de performance. Sempre que possvel, deve-se usar o tipo RF, pois mais econmico e, apresentando menor rea de contato com o flange, tem maior facilidade de esmagamento. Figura 4.1 69. 68 3.3.2. TIPO 820 FF ( FULL FACE ) O Tipo 820 ou FF ( Figura 4.2 ) uma junta que se estende at o dimetro externo do flange. normalmente usada em flanges de materiais frgeis ou de baixa resistncia. Deve-se tomar bastante cuidado em esmagar adequadamente a junta, devido a sua maior rea de contato. Figura 4.2 3.3.3 TIPO 830 PARA TROCADORES DE CALOR bastante freqente o uso de juntas em flanges no normalizados, como, por exemplo, nos espelhos de trocadores de calor. Neste caso, as recomendaes de projeto do Captulo 2 deste livro, devem ser observadas cuidadosamente. A presso mxima de esmagamento no deve ultrapassar os valores indicados para cada tipo de papelo hidrulico. 3.4 DIMENSIONAMENTO PARA FLANGES NORMAS ASME As juntas para uso em flanges ASME, esto dimensionadas na Norma ASME B16.21, Nonmetallic Flat Gaskets forPipe Flanges. Nesta norma esto as dimenses das juntas para diversos tipos de flanges, usados em tubulaes e equipamentos industriais, conforme Anexos 4.3 a 4.10. 3.5 DIMENSIONAMENTO PARA FLANGES NORMA DIN As dimenses da juntas conforme Norma DIN 2690 esto no Anexo 4.11. 3.6 DIMENSIONAMENTO PARA OUTRAS NORMAS Outras associaes normalizadoras tambm especificam as dimenses para juntas. As normas BS e JIS da Inglaterra e Japo, respectivamente, so usadas em equipamentos projetados nestes pases. Seu uso bastante restrito no Brasil. 70. 69 3.7 TOLERNCIAS As tolerncias de fabricao com base na Norma ASME B16.21 esto na Tabela 4.1. Tabela 4.1 Tolerncias de Fabricao 4. JUNTAS DE GRANDES DIMENSES Quando as dimenses da junta forem maiores que a folha de papelo hidrulico, ou se, devido a razes econmicas, for necessrio a sua fabricao em setores, so usados dois tipos de emendas: cauda-de-andorinha e chanfrada. 4.1 CAUDA-DE-ANDORINHA a emenda mais usada em aplicaes industriais, permitindo a fabricao de juntas em qualquer tamanho e espessura, conforme mostrado na Figura 4.3. Cada emenda macho e fmea ajustada de modo que haja um mnimo de folga. Ao montar, deve ser observada a indicao existente, evitando trocas de setores. O dimensionamento da Cauda de Andorinha deve seguir as seguintes recomendaes: Juntas com largura ( L ) menor ou igual a 200 mm: A = B = C = (.3 a .4 ) L Juntas com largura L maior que 200 mm: A = (.15 a .2 ) L B = (.15 a .25 ) L C = (.25 a .3 ) L Dimetro Externo Dimetro Interno Crculo de Furao Centro a centro dos furos dos parafusos At 300 mm (12") Acima de 300 mm (12") At 300 mm (12") Acima de 300 mm (12") +0 -1.5 +0 -3.0 1.5 3.0 1.5 0.8 Caracterstica Tolerncia - mm 71. 70 Figura 4.3 4.2 CHANFRADA Quando a fora de esmagamento no for suficiente, podem ser feitas emendas chanfradas e coladas ( Figura 4.4 ). Devido dificuldade de fabricao, s vivel este tipo construtivo para espessuras de, no mnimo, 3.2mm. No recomendvel o uso deste tipo de emenda com Papelo Hidrulico com Amianto, ao lixar a emenda pode-se gerar poeira, operao sujeita a controles de nvel de fibras no meio ambiente. Figura 4.4 72. 71 5. ESPESSURA O Cdigo ASME recomenda trs espessuras para aplicaes industriais: 1/32" ( 0.8 mm ), 1/16" (1.6 mm ) e 1/8" ( 3.2 mm ). Ao especificar a espessura de uma junta, devemos levar em considerao, principalmente, a superfcie de vedao. Como regra geral, recomenda-se que a junta seja de espessura apenas suficiente para preencher as irregularidades dos flanges. Aplicaes prticas bem sucedidas recomendam que a espessura seja igual a quatro vezes a profundidade das ranhuras. Espessuras acima de 3,2 mm s devem ser usadas quando estritamente necessrio. Em flanges muito desgastados, distorcidos ou de grandes dimenses, podem ser usadas espessuras de at 6.4 mm. Para flanges