2. Meios de Ligação de Tubos
Prof.: Kaio Dutra
oOs diversos meios, usados para conectar tubos, servem não
só para ligar as varas de tubos entre si, como também para
ligar os tubos às válvulas, às conexões e demais acessórios.
oOs principais meios de ligação são os seguintes:
oLigações rosqueadas;
oLigações soldadas;
oLigações flangeadas;
oLigações de ponta e bolsa.
3. Meios de Ligação de Tubos
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oA escolha do meio de ligação a usar depende de muitos fatores,
entre os quais:
oMaterial;
oDiâmetro da tubulação;
oLocalização da ligação;
oCusto;
oGrau de segurança;
oPressão;
oTemperatura;
oFluido contido;
oNecessidade ou não de desmontagem.
4. Meios de Ligação de Tubos
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oExistem basicamente, em quase todas as tubulações, três
classes de ligações:
oLigações correntes de emenda entre dois tubos;
oLigações entre um tubo e uma conexão de tubulação (curva,
joelho, tê, redução etc.);
oLigações extremas da tubulação, onde a mesma se liga a um
equipamento ou a uma máquina (tanque, filtro, vaso, bomba,
compressor etc.)
5. Ligações Rosqueadas
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oSão um dos mais antigos
meios de ligação usados para
tubos. Em tubos de pequeno
diâmetro essas ligações são de
baixo custo e de fácil execução.
oPara ligações das varas de
tubos entre si emprega-se dois
tipos de peças, as luvas e as
uniões.
6. Ligações Rosqueadas
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oEmbora existam vários padrões de
rocas, as normas indicam
basicamente dois tipos: BSP e NPT.
Nestes padrões existem sempre uma
conicidade, de maneira que, com o
aperto, há interferência entre os fios
das roscas, garantindo a vedação.
Para auxiliar na vedação, também
são usadas fitas e colas.
7. Ligações Rosqueadas
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oO rosqueamento enfraquece sempre a parede dos tubos,
por esta razão, quando há ligações rosqueadas usam-se
tubos de parede espessa (série 80, ou maior).
oAs ligações rosqueadas são as únicas usadas para tubos
galvanizados, pois a soldagem em tubos galvanizados gera
defeitos.
oEmpregam-se também ligações rosqueadas em tubos de
aço-carbono, aços-liga, ferro fundido e materiais plásticos,
sempre limitadas até o diâmetro nominal de 4”. Para tubos
de aço inox e de metais não-ferrosos, o rosqueamento é
muito raro, devido as baixas espessuras.
8. Ligações Soldadas
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oEm tubulações industriais, a maior parte das ligações é soldada. São usados
basicamente dois tipos:
oSolda de topo;
oSolda de encaixe.
oEssas ligações têm as seguintes vantagens:
oResistência mecânica;
oEstanqueidade perfeita e permanente;
oBoa aparência;
oFacilidade na aplicação do isolamento térmico e pinturas;
oPraticamente nenhuma manutenção.
oAs principais desvantagens, pouco importantes na maioria dos casos, são a
dificuldade de desmontagem da tubulação, a necessidade de mão de obra
especializada para a sua execução e o fato de ser um trabalho a quente.
9. Solda de Topo e Solda de Encaixe
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oSolda de Topo:
oA solda de topo é o sistema mais usado para as ligações entre tubos
de 2”, ou maiores, em tubulações de qualquer tipo de aço: aços-
carbono, aços-liga e aços inoxidáveis. Pode ser empregada em toda a
faixa usual de pressões e de temperaturas, inclusive para serviços
severos. Excepcionalmente, a solda de topo poderá ser empregada
em diâmetros menores de 2”, quando for exigida total segurança
contra vazamento (explosivos, hidrogênio).
oAs ligações de solda de topo são também empregadas em tubos de
metais não-ferrosos soldáveis.
10. Solda de Topo e Solda de Encaixe
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oSolda de Topo:
oOs tubos e demais acessórios para uso com solda de topo devem ter
suas extremidades com chanfros para solda, de acordo com a norma
ASME.B.16.25.
11. Solda de Topo e Solda de Encaixe
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oSolda de encaixe (soquete):
oEsse tipo de ligação soldada é usada na maioria
dos tubos industriais com diâmetros até 1.1/2”
de aço de qualquer tipo, em toda faixa usual de
pressão e de temperatura. A solda de encaixe é
empregada também, embora não
exclusivamente, em tubos de 4”, de metais não-
ferrosos e de plásticos.
oAs varas são ligadas umas às outras por meio
de luva ou uniões. As uniões são empregadas
quando se deseja facilidade de desmontagem.
12. Solda de Topo e Solda de Encaixe
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oSolda de encaixe (soquete):
oPara tubulação de qualquer tipo de aço
emprega-se sempre solda elétrica, com
consumíveis de mesmo material dos tubos.
oPara metais não-ferrosos pode-se empregar
solda elétrica ou brasagem.
oEm tubulações de materiais termoplásticos
pode-se soldar pele aquecimento e
compressão, ou com o uso de adesivos
apropriados.
13. Ligações Flangeadas
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oUma ligação flangeada é composta de dois flanges, um jogo de parafusos ou
estojos com porcas e uma junta de vedação.
oAs ligações flangeadas, que são facilmente desmontáveis, empregam-se
principalmente para tubos de 2” ou maiores, em dois casos específicos:
o Para ligar os tubos com válvulas e os equipamentos (bombas, compressores,
tanques, vasos etc.)
o Para ligação corrente de um tubo no outro, em dois casos:
o Tubulações de aço que possuam revestimento interno anticorrosivo, porque permitem a
perfeita continuidade do revestimento;
o Algumas tubulações de aço, ferro fundido e plásticos em casos que seja necessária a futura
desmontagem.
oComo regra geral, em qualquer caso, as ligações flangeadas devem ser usadas
no menos número possível, pois são possíveis pontos de vazamentos, e por
serem peças caras, pesadas e volumosas.
oOs flanges podem ser integrais com o tubo, ou independentes, soldados ou
rosqueados.
14. Tipos de Flanges para Tubos
Prof.: Kaio Dutra
oOs tipos mais usuais de flanges são os
descritos a seguir:
oFlange integral: São usados apenas em
alguns casos raros de tubulação de ferro
fundido ou de alguns plásticos laminados,
sempre para diâmetros de 2”, ou maiores. É
o tipo mais antigo de flange e também o
que proporcionalmente mais resistente;
15. Tipos de Flanges para Tubos
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oOs tipos mais usuais de flanges são os
descritos a seguir:
oFlange de pescoço: É o tipo mais usado em
tubulações industriais para qualquer
pressões e temperaturas, para diâmetros
de 2”, ou maiores. De todos os flanges não-
integrais é o mais resistente, este é ligado
ao tubo por uma única solda de topo;
16. Tipos de Flanges para Tubos
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oOs tipos mais usuais de flanges são os
descritos a seguir:
oFlange sobreposto: É um flange mais
barato e mais fácil de se instalar do que o
anterior, porque a ponta do tubo encaixa
no flange, facilitando o alinhamento. Este
é ligado ao tubo por duas soldas em
ângulo, uma interna ou externa. Esse
flange só pode ser usado para tubulações
em serviços não severos.
17. Tipos de Flanges para Tubos
Prof.: Kaio Dutra
oOs tipos mais usuais de flanges são os
descritos a seguir:
oFlange rosqueado: Em tubulações
industriais esses flanges são usados
apenas para tubulações de metais não-
soldáveis (ferro fundido, aço galvanizado,
ferro galvanizado etc.), e para algumas
tubulações de materiais não metálicos.
18. Tipos de Flanges para Tubos
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oOs tipos mais usuais de flanges são
os descritos a seguir:
oFlanges de encaixe: Esse flange é
semelhante ao sobreposto, porém é mais
resistente e tem um encaixe completo
para a ponta do tubo, dispensando-se
por isso a solda interna. É o tipo de
flange usado para a maioria das
tubulações de qualquer tipo de aço, em
pequeno diâmetro, até 1.1/2”.
19. Tipos de Flanges para Tubos
Prof.: Kaio Dutra
oOs tipos mais usuais de flanges são os
descritos a seguir:
oFlange solto: Esses flanges não ficam, como
os demais , presos à tubulação, e sim
soltos, capazes de deslizar livremente sobre
o tubo. Quando se empregam esses
flanges, solda-se a topo na exterminada do
fluido uma peça especial denominada
“pestana”, ou “virola”, que servirá de
batente para o flange. Sua vantagem é o
não contato direto com o fluido.
20. Tipos de Flanges para Tubos
Prof.: Kaio Dutra
oOs tipos mais usuais de flanges são
os descritos a seguir:
oFlange cego: São flanges fechados em
forma de disco, usados para
extremidades de linhas ou fechamento
de bocais flangeados.
21. Faceamento dos Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oA face do assentamento dos flanges pode
ser de vários tipos, dos quais os mais usuais
são os descritos a seguir:
oFace com ressalto: É o tipo mais comum para flanges
de aço, aplicável a quaisquer condições de pressão e
temperatura. O ressalto tem 2,0mm de altura para
pressão baixas e moderadas e 7mm de altura para
pressões mais elevadas;
oFace plana: É o Faceamento usual nos flanges de ferro
fundido e de outros materiais frágeis. O aperto da
junta é inferior em comparação ao flange com
ressalto. É importante observar que, para acoplar com
os flanges de face plana das válvulas e equipamentos
de ferro fundido, só se devem usar flanges de face
plana.
22. Faceamento dos Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oA face do assentamento dos flanges pode
ser de vários tipos, dos quais os mais
usuais são os descritos a seguir:
oFace para junta de anel: Esse tipo de face é usado
em flanges de aço para serviços severos, de altas
pressões e temperatura. A face desses flanges tem
um rasgo circular profundo de seção trapezoidal
onde se encaixa uma junta em forma de anel
metálico.
oFace de macho fêmea: Esses faceamentos, bem
mais caros que os anteriores, são usados para
serviços especiais com fluidos corrosivos, porque
neles a junta está confinada, não havendo quase
contato da mesma com o fluido.
23. Faceamento dos Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oA face do assentamento dos flanges
pode ser de vários tipos, dos quais os
mais usuais são os descritos a seguir:
oFace de flange com virola: Esse tipo de face
aplica-se somente aos flanges soltos. A face do
flange deve ter a borda interna arredondada e
não precisa ter acabamento fino, porque o
assentamento da junta de vedação fica na face
da virola.
24. Fabricação e Materiais de Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oIdealmente todos os flanges deveriam ser de
construção forjada, que é o melhor sistema de
construção. Na prática, devido ao alto custo e
à dificuldade de obtenção de forjados
grandes, podem-se permitir flanges laminados
para diâmetros de 10”-12”, ou maiores.
oOs flanges quase sempre são comprados
prontas, de dimensões normalizadas, para as
quais existem várias normas dimensionais que
estabelecem não somente todas as dimensões
como também as pressões admissíveis, em
função da temperatura, para cada material.
Todas os flanges são sempre designados pelo
diâmetro nominal do tubo e sua espessura.
25. Classes de Pressão Nominal
Prof.: Kaio Dutra
oA norma dimensional de uso mais generalizado no Brasil é a
ASME.B.16.5, que define sete séries de flanges, denominadas
de “classes de pressão” e designadas pelos números
adimensionais: 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# e 2500#.
Essas sete classes de pressão abrangem todos os tipos de
flanges, desde o diâmetro nominal ½” até 24”.
oPara cada uma dessas classes de pressão tem-se, para cada
material, uma curva de interdependência entre a pressão
admissível e a temperatura.
oA norma estabelece, para cada diâmetro nominal e cada classe
de pressão, todas as dimensões dos flanges. Desta forma, todos
os flanges de mesmo diâmetro nominal e mesma classe terão
todas suas dimensões exatamente iguais e se adaptarão ao
mesmo tubo.
27. Flanges de Outros Materiais
Prof.: Kaio Dutra
oAlém dos flanges de aço, existem ainda flanges de ferro
fundido, ferro maleável, materiais não-ferrosos e vários
materiais plásticos.
oOs flanges de ferro fundido são fabricados nas classes de
pressão nominal 125# e 250#, de 1” a 24” dos tipos
rosqueados, cegos e integrais com o tubo.
oOs flanges de latão, bronze e alumínio são fabricados nas
classes 150# e 300#, de ½” a 4” de diâmetro. Os flanges
de plástico PVC são fabricados na classe 150# de ½” a 8”
de diâmetro, rosqueados, cegos e de encaixe, para
colagem ao tubo com adesivo apropriado.
28. Juntas para Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oEm todas as ligações flangeadas existem sempre uma junta
que é o elemento de vedação.
oQuando em serviço, a junta está submetida a uma forte
compressão provocada pelo aperto dos parafusos. Para que
não haja vazamento através da junta, é necessário que a
pressão exercida pelos parafusos seja bem superior à
pressão interna do fluido, que tende a afastar os flanges. Por
esse motivo, quanto maior for a pressão do fluido, tanto
mais dura e resistente terá de ser a junta.
oA junta também deverá ser suficientemente deformável e
elástica para se moldar às irregularidades das superfícies dos
flanges, garantido a vedação.
oCom flanges de face com ressalto usam-se juntas planas em
forma de coroa circular, cobrindo apenas o ressalto dos
flanges. As juntas para flanges de face plana cobrem a face
completa dos flanges, inclusive a furação dos parafusos.
29. Juntas para Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oAs juntas para flanges podem ser:
oJuntas não-metálicas: Empregadas com flanges de face com ressalto, ou
com flanges de face plana, sua espessura varia de 0,7 a 3mm, sendo
1,5mm a espessura mais comum. Os principais materiais empregados
são:
o Borracha natural: usada para água, ar, condensado até 60°C.
o Borracha sintéticas: Usados para óleos até 80°C;
o Materiais plásticos: Usados para fluidos corrosivos em baixas pressões e
temperatura ambiente;
o Papelão hidráulico: É o nome genérico para designar diversas classes de juntas de
amianto comprimido grafitado com material aglutinante.
oJuntas semimetálicas: Essas juntas são construídas de uma lâmina
metálica torcida em espiral, com enchimento de amianto entre cada
volta. É prática usual emprega-se essas juntas nos seguintes casos:
o Flanges de classe de pressão 600#, em qualquer temperatura;
o Flanges de classe de pressão 150# e 300#, para temperaturas inferiores a zero °C
e superiores a 400 °C.
30. Juntas para Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oAs juntas para flanges podem ser:
oJuntas metálicas folheadas: São juntas com uma capa metálica,
plana ou corrugada e enchimento de amianto. Dependendo das
condições de serviço, a capa metálica pode ser de aço-carbono,
aço inoxidável, metal Monel etc.
oJuntas metálicas maciças: São juntas metálicas com faces planas
ou ranhuradas. Usam-se essas juntas com flanges de face com
ressalto (para pressões muito altas), e com flanges de face
macho e fêmea. Em todas as juntas metálicas é importante que o
material da junta seja menos duro que o material dos flanges.
oJuntas metálicas de anel: São anéis metálicos maciços de seção
ovalada ou octogonal, sendo a ovalada a mais comum. Esses
anéis são geralmente de aço inoxidável, fabricando-se também
em aço-carbono, aços-liga, níquel e metal Monel.
31. Parafuso e Estojo para Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oPara a ligação de um flange no outro e aperto
da junta, empregam-se dois tipos de parafusos:
oParafusos de máquina: São parafusos cilíndricos
com cabeça integral sextavada ou quadrada. A
norma ASME permite o uso de parafusos de
máquinas de aço-carbono, para flanges até classe
300# com juntas não-metálicas e para
temperaturas até 200°C.
oOs estojos são barras cilíndricas rosqueadas com
porcas e contraporcas independentes. Os estojos
permitem melhor aperto do que os parafusos de
máquinas, podendo ser usados para quaisquer
pressões e temperaturas.
32. Parafuso e Estojo para Flanges
Prof.: Kaio Dutra
oNo aperto dos parafusos distingue-se o aperto
inicial e o aperto residual. O aperto inicial tem por
finalidade fazer com que a junta se adapte às faces
do flange, o residual tem por objetivo combater o
efeito da pressão interna na tubulação tendendo a
separar os flanges.
33. Ligação de Ponto e Bolsa
Prof.: Kaio Dutra
oA ligação de ponta e bolsa é um sistema muito antigo,
mas ainda usado corretamente para as seguintes classes
de tubulação:
oTubulações de ferro fundido para água, esgoto, líquidos
corrosivos e gás;
oTubulações de barro vidrado e de cimento-amianto;
oTubulações de concreto simples ou armado.
oEmpregam-se também ligações de ponta e bolsa para
algumas tubulações de materiais plásticos termoestáveis
em diâmetros grandes.
oPara todas essas tubulações, emprega-se a ponta e bolsa
em toda a faixa de diâmetros em que são fabricados.
34. Ligação de Ponto e Bolsa
Prof.: Kaio Dutra
oA ponta lisa de um tubo encaixa-se dentro da bolsa do outro tubo, no interior da qual coloca-se
o elemento de vedação que servirá para dar estanqueidade ao conjunto.
oOs vedantes geralmente empregados são os seguintes:
oTubos de ferro fundido: anéis retentores de borracha ou de materiais plásticos, que se alojam em
um encaixe por dentro da bolsa;
oTubos de concreto ou de cimento-amianto: Argamassa de cimento com anéis de borracha;
oTubos de barro vidrados: Argamassa de cimento;
oTubos de plástico: As ligações são preenchidas com massa vedante do próprio plástico ou com
adesivos e resinas.
35. Outros Meios de Ligação de Tubos
Prof.: Kaio Dutra
oAlém dos sistemas citados, existem vários
outros meios de ligação, entre os quais
pode-se citar:
oLigações para tubos de plástico fibra de
vidro: Os tubos com extremidades lisas ou
com bolsas são ligados um ao outro, ou aos
diversos acessórios, por meio de niples
especiais, que são colocados com adesivo
apropriado ao tipo de resina plástica. A
ligação é depois coberta com camadas
sucessivas de resina.
36. Outros Meios de Ligação de Tubos
Prof.: Kaio Dutra
oAlém dos sistemas citados, existem vários outros meios de ligação, entre os
quais pode-se citar:
oLigação de compressão: As ligações de compressão são sistemas empregados
para tubos de pequeno diâmetro de aço-carbono, aços inoxidáveis e metais
não-ferrosos, principalmente para serviços de alta pressão, com gases e com
óleo, também em linhas de ar de instrumentação. Em todas essas ligações, a
vedação é obtida pela interferência metálica entre o tubo e uma luva, podendo
a interferência ser conseguida de vários meios, mas sempre a frio.
38. Exercícios:
Prof.: Kaio Dutra
1. Cite os principais meios de ligação de tubulação, comente
suas particularidades, aplicações e materiais.
2. Com relação as ligações por solda, cite e comente os dois
principais métodos.
3. Cite os principais tipos de flanges e seus faceamentos,
comente suas diferenças e explique com desenhos
ilustrativos.
4. Fale sobre as principais juntas para vedação de flanges,
comente seu emprego nos tipos de flange.
