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Flange cego ASTM A182 F51 RFé um flange cego duplex forjado em aço inoxidável com superfície de vedação de face elevada (RF), fabricado conforme ASTM A182 (material) e ASME B16.5 (dimensões). É forjado a partir de UNS S31803 / S32205 (comumente chamado de 2205 duplex), uma classe que oferece uma resistência mínima ao escoamento de 450 MPa - aproximadamente o dobro de 316L - junto com um PREN (Número Equivalente de Resistência à Picagem) de 33-35 para forte resistência à corrosão induzida por cloreto e fissuração por corrosão sob tensão.

Os tamanhos padrão abrangem NPS 1/2" a 24" (DN15–DN600) nas classes de pressão 150 a 2500. A altura da face elevada é de 2 mm (0,06") para NPS menor ou igual a 12" e 3 mm (0,12") para tamanhos maiores. À temperatura ambiente, um flange cego Classe 150 F51 é classificado para 17,9 bar (259 psi), enquanto a Classe 300 atinge 46,4 bar (672 psi). O preço FOB normalmente varia de US$ 8 a 35 para tamanhos de diâmetro pequeno (NPS 1/2"–2") até US$ 500–2,500+ para configurações de grande diâmetro (NPS 14"–24").

O que é flange cego?

Um flange cego - às vezes chamado de flange cego - é um flange sólido e sem centro usado para vedar a extremidade de um sistema de tubulação, bocal de vaso de pressão ou coletor de válvula. Ao contrário de um flange deslizante ou com pescoço soldado, ele não possui furo. A designação "RF" significa que a face de vedação é elevada: uma área circular 2 mm (ou 3 mm para tamanhos maiores) acima do corpo do flange, que é comprimida contra uma gaxeta para criar a vedação.

O que é ASTM A182 F51?

O "F51" em ASTM A182 F51 refere-se à designação de grau de forjamento sob ASTM A182/A182M, a especificação padrão para ligas forjadas ou laminadas e flanges de tubos, conexões, válvulas e peças de aço inoxidável. F51 corresponde a UNS S31803, a classe duplex 2205 original. Seu irmão mais controlado, UNS S32205 (designado F60 na ASTM A182), é funcionalmente intercambiável - muitas fábricas certificam duplamente peças forjadas para ambos os números UNS.

A principal diferença: o S32205 estreita a janela de nitrogênio para 0,14–0,20% (vs. 0,08–0,20% do S31803), o que estabiliza o equilíbrio austenita-ferrita e melhora a resistência à corrosão intergranular. Na prática, você verá especificações de pedido escritas como "F51/S31803/S32205" de forma intercambiável.

Caso de projetos S31803 vs S32205

Já vi projetos em que a equipe de compras encomendou flanges S31803 para uma plataforma do Mar do Norte, apenas para receber material com certificação dupla para S32205. O inspetor de controle de qualidade do cliente sinalizou isso como uma não conformidade - até que apontamos que o S32205 atende a todos os requisitos do S31803 e, na verdade, os excede no controle de nitrogênio. O inspetor aprovou a substituição e o projeto evitou um atraso de 6 semanas na espera pela substituição das peças forjadas.

A estrutura duplex - aproximadamente 50% de austenita e 50% de ferrita - é o que dá ao F51 sua combinação exclusiva de resistência e resistência à corrosão.

Leitura adicional:Comparação de classes de aço inoxidável duplex: F44 vs F51 vs F53 vs F55 vs F60

A composição química da ASTM A182 F51 é definida na Tabela 2 da ASTM A182, referenciando UNS S31803. Aqui está a análise elementar completa:

Para a variante S32205 (F60), o nitrogênio é restrito a 0,14–0,20% - o limite inferior mais rígido garante reformação suficiente da austenita após a soldagem e uma resistência à corrosão mais consistente.

O valor do limite de escoamento é o que mais importa para o projeto do flange. No mínimo de 450 MPa, o F51 tem aproximadamentedobrar a resistência ao escoamento de 316L(205 MPa). Isto se traduz diretamente em classificações de pressão-temperatura mais altas de acordo com ASME B16.5 para a mesma geometria de flange ou - inversamente - na capacidade de atender a uma determinada classe de pressão com um flange mais leve e compacto.

PREN (número equivalente de resistência à corrosão) para F51 é calculado como:

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N=22 + 3.3 × 3.0 + 16 × 0,17 ≈33–35

Isso coloca o F51 confortavelmente acima de 316L (PREN ≈ 24–26), mas abaixo dos graus super duplex como S32750 (PREN ≈ 41–43). Para a maioria dos ambientes contendo cloreto – resfriamento de água do mar, manuseio de salmoura, gás ácido – o F51 atinge o ponto ideal entre custo e desempenho.

ASME B16.5 lista classificações de pressão-temperatura para F51 (Grupo 2-8) até 538 graus (1000 graus F). Mas, na prática, o serviço prolongado acima de 300 graus (572 graus F) corre o risco deFragilização de 475 graus- um fenômeno onde a fase ferrita endurece e perde tenacidade devido à precipitação alfa-prime. Para serviço de longo prazo, a maioria das especificações de engenharia limita o F51 em 280–300 graus. Abaixo de -50 graus, a fase ferrita pode passar por uma transição dúctil para quebradiça, portanto, aplicações de baixa temperatura normalmente exigem testes de impacto de acordo com ASTM A370.

Todos os dados dimensionais nesta seção foram extraídos da ASME B16.5 (edição atual: ASME B16.5-2020). A norma cobre flanges de tubos e conexões flangeadas de NPS 1/2" a NPS 24" (DN15–DN600) em sete classes de pressão: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 e 2500.

Para um flange cego com face elevada (RF), os principais parâmetros dimensionais são:

DE do flange (A)- diâmetro externo total

Espessura do flange (C)- espessura mínima do disco cego

Altura do rosto elevada (f)- 2 mm para NPS Menor ou igual a 12", 3 mm para NPS > 12" (alguns padrões usam 1,6 mm/3,2 mm)

Diâmetro da face elevada (G)- diâmetro da área de vedação elevada

Diâmetro do círculo do parafuso (J)- diâmetro da linha central do padrão do furo do parafuso

Número de furos para parafusos (n)

Diâmetro do furo do parafuso (I)- furo de folga para o parafuso

Flange de Face Elevada Cega Classe 150 - Tabela Dimensional

Fonte: ASME B16.5, Tabela 1 (dimensões do flange classe 150). Referência padrão:Flanges de tubo e acessórios flangeados ASME B16.5 -. Valores verificados em relação aos dados de referência padrão de vários fabricantes.

Flange cego RF classe 300 - Principais diferenças dimensionais

Na Classe 300, o diâmetro externo do flange, a espessura e o padrão do parafuso aumentam para lidar com a pressão mais alta. Aqui está lado a lado alguns tamanhos comuns:

O salto da Classe 150 para a Classe 300 no NPS 12" adiciona aproximadamente 35 mm ao diâmetro externo, 8 mm à espessura e quatro parafusos adicionais com diâmetros maiores. Isso se traduz em significativamente mais peso - e mais custo.

As classificações de pressão-temperatura ASME B16.5 não são valores únicos - são curvas. A pressão nominal diminui à medida que a temperatura aumenta e o formato da curva depende do grupo de materiais. O aço inoxidável duplex F51 é classificado comoGrupo 2-8na ASME B16.5 Tabela 1A.

Classificações de pressão-temperatura para F51 (Grupo 2-8) - Pressão de trabalho em bar

Fonte: ASME B16.5-2020, Tabela 2-2.8 (classificações de pressão-temperatura do material do Grupo 2-8). Valores em bar (manômetro).

Compare-os com 316L (Grupo 2-2.3): à temperatura ambiente, um flange Classe 150 316L é classificado para apenas 15,9 bar versus 17,9 bar do F51 - uma vantagem de 12,6% que se compõe em classes mais altas. Na Classe 300, a diferença aumenta: 41,4 bar para 316L vs. 46.4 bar para F51. Esta é a diferença de limite de escoamento (205 MPa vs. 450 MPa) expressada através da metodologia de classificação ASME B16.5.

Uma nota prática sobre a redução de temperatura: a 300 graus, um flange cego Classe 300 F51 cai de 46,4 bar para 32,0 bar - uma redução de 31%. Se o seu caso de projeto for de 300 graus a 35 bar, um flange Classe 300 não será suficiente. Você precisaria passar para a Classe 600 (64,1 bar a 300 graus) para manter a margem adequada.

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Veja também:Dimensões do flange ASME B16.5: tabela de referência completa

O peso do flange cego é importante por dois motivos: custos de envio e carregamento estrutural. Em uma plataforma offshore, cada quilograma de peso superior tem um efeito multiplicador no aço estrutural, no projeto da fundação e na capacidade do guindaste de instalação. Em um coletor submarino, o peso impacta diretamente os requisitos de manuseio do ROV.

O peso teórico de um flange cego pode ser calculado a partir da sua geometria:

Peso (kg) ≈ π/4 × (OD² − n × d_bolt²) × (espessura + altura RF) × densidade × 10⁻⁶

Onde a densidade do aço inoxidável duplex F51 é=7.805 g/cm³ (ligeiramente inferior às classes austeníticas devido ao maior teor de ferrita).

Flange Cego Classe 150 F51 RF - Tabela de Peso Aproximado

Nota: Os pesos são valores teóricos calculados a partir das dimensões ASME B16.5 e densidade F51 (7,805 g/cm³). Os pesos forjados reais podem variar de ±5 a 10% devido às tolerâncias de fabricação, tolerâncias de usinagem e geometria do cubo.

Flange Cego Classe 300 F51 RF - Tabela de Peso Aproximado

O salto de peso da Classe 150 para a Classe 300 é substancial – normalmente 40–75% mais pesado para o mesmo NPS. Isso é impulsionado pelo disco mais grosso, diâmetro externo maior e orifícios de parafusos adicionais. Para flanges cegos de grande diâmetro, passar da classe 150 para a classe 300 em NPS 24" adiciona mais de 120 kg por flange. Em um coletor com 20+ conexões de flange cego, isso representa 2.4+ toneladas extras de carga estrutural.

O preço dos flanges cegos duplex F51 depende dos custos da matéria-prima (impulsionados pelos preços de níquel, cromo e molibdênio na LME), da capacidade da forjaria, da complexidade da usinagem e do volume de pedidos. As cotações abaixo são faixas de referência FOB China (Ningbo/Xangai) para flanges cegos RF Classe 150, com base nas condições de mercado de 2025–2026. Os preços reais variam de acordo com a quantidade, o fabricante e as sobretaxas de matéria-prima.

Flange Cego Classe 150 F51 RF - Referência de Preço (FOB USD)

Os preços são de origem FOB China, indicativos de faixas típicas de cotação B2B para flanges cegos forjados F51. O preço real varia de acordo com as sobretaxas de liga da LME, o volume do pedido (MOQ normalmente de 10 a 100 unidades) e o cronograma de entrega.

Orçamento Gratuito

Fatores que afetam o preço do flange:

• Prêmio de pequeno calibre: Os flanges NPS 1/2"–2" têm um alto preço por kg porque o custo de configuração de forjamento e usinagem é amortizado em muito pouco material.
• Ponto ideal: NPS 4"–12" é a faixa mais econômica por kg, já que esses tamanhos se beneficiam da produção de alto volume na maioria das forjarias.
• Surto de grande diâmetro: Acima do NPS 12", os preços aumentam rapidamente porque menos forjarias têm capacidade para produzir peças forjadas duplex de grande diâmetro e a aquisição de matéria-prima para tarugos maiores é mais complexa.
• Classificação de pressão:Classe 300 e classes de pressão superiores normalmente adicionam 40–80% ao preço da Classe 150 para o mesmo NPS, refletindo o material e a usinagem adicionais.

Use esta lista de verificação ao especificar um RF de flange cego ASTM A182 F51 para sua aplicação:

1. Verificação de Materiais

[ ] Confirme a classe do material: F51 (UNS S31803) ou F60 (UNS S32205) - ambos aceitáveis, S32205 preferido para controle de N mais rígido

[ ] Exigir EN 10204 3.1 MTR (Relatório de Teste de Material) com resultados reais de testes químicos e mecânicos

[ ] Especifique PMI (Identificação Positiva de Material) para verificação de lote - as classes duplex são visualmente indistinguíveis das classes austeníticas

2. Conformidade Dimensional

[ ] Confirme a edição ASME B16.5 referenciada (atual: B16.5-2020)

[] Verifique se NPS, DN e classe de pressão correspondem à especificação da classe de tubulação

[ ] Verifique a altura da face elevada: 2 mm (NPS menor ou igual a 12") ou 3 mm (NPS > 12")

[ ] Confirme se o padrão do parafuso corresponde ao flange correspondente (diâmetro do círculo do parafuso, número de furos, diâmetro do furo)

3. Classificação de pressão-temperatura

[] Calcular a pressão de projeto na temperatura de projeto usando classificações do Grupo 2-8

[] Aplicar fator de redução se a temperatura operacional exceder 200 graus por longos períodos

[] Considere o risco de fragilização de 475 graus - limite a temperatura de serviço de longo prazo a 300 graus

[] Para carregamento cíclico ou de fadiga, consulte ASME Seção VIII Divisão 2 para análise de tensão

4. Avaliação de corrosão

[ ] Calcule o PREN para o calor real (Cr + 3.3×Mo + 16×N) - meta maior ou igual a 33

[ ] Para serviço ácido (H₂S), confirme a conformidade com NACE MR0175 / ISO 15156

[ ] Para ambientes com cloreto, verifique se a temperatura operacional + concentração de cloreto está dentro do envelope aceitável de F51

[ ] Avalie o risco de corrosão em fendas nas superfícies das juntas - considere juntas revestidas com grafite para zonas estagnadas

5. Fabricação e Soldagem

[ ] Se o flange cego for soldado (por exemplo, como um fechamento permanente), confirme se o procedimento de soldagem está qualificado de acordo com a Seção IX da ASME

[ ] Especifique o recozimento da solução pós-solda se a soldagem de fabricação pesada estiver envolvida

[ ] Verifique se os parafusos prisioneiros são compatíveis (B8M Classe 2 ou B7 para serviço geral, B7M para serviço ácido)

6. Seleção de juntas

[ ] Combine o tipo de junta com a classe de pressão e superfície de vedação (RF)

[] O ID da junta do anel deve corresponder ao diâmetro da face elevada (dimensão G da ASME B16.5)

[ ] Para classe 150–300: enrolamento em espiral com enchimento (grafite ou PTFE) é padrão

[] Para classe 600+: considere Kammprofile ou juntas de metal sólido

Qual é a diferença entre F51 e F60 na ASTM A182?

F51 e F60 referem-se ao aço inoxidável duplex 2205 sob ASTM A182. F51 corresponde a UNS S31803, enquanto F60 corresponde a UNS S32205. As composições químicas são quase idênticas - a única diferença significativa é o nitrogênio: o S31803 permite 0,08–0,20% de N, enquanto o S32205 reduz isso para 0,14–0,20% de N. O S32205 foi introduzido para fornecer resistência à corrosão e equilíbrio de fases mais consistentes. Muitos fabricantes certificam duplamente suas peças forjadas para ambas as designações, e F60/S32205 é geralmente preferido para novos projetos.

Os flanges cegos ASTM A182 F51 podem ser usados ​​em serviço ácido (H₂S)?

Sim. ASTM A182 F51 (UNS S31803/S32205) está listada emNACEMR0175/ISO 15156como um material aceitável para serviço ácido, desde que a dureza não exceda 28 HRC (aproximadamente 293 HB) e a condição de recozimento em solução seja mantida. Isso torna os flanges cegos F51 adequados para aplicações de petróleo e gás onde o sulfeto de hidrogênio está presente.

Qual é a temperatura máxima para flanges cegos F51?

ASME B16.5 lista classificações de pressão-temperatura para F51 até 538 graus (1000 graus F). No entanto, para serviços de longo prazo, a maioria das especificações de engenharia limitam F51 a 280-300 graus devido ao risco de fragilização de 475 graus (precipitação alfa-prime na fase ferrita). Se a sua aplicação exigir operação sustentada acima de 300 graus, considere classes super duplex (S32750/F53) ou austeníticas (316L) com redução de classificação apropriada.

Que classe de pressão devo escolher para meu flange cego F51?

Selecione a classe de pressão com base na pressão projetada na temperatura projetada, usando as classificações do Grupo 2-8 da ASME B16.5. Por exemplo, se a condição do seu projeto for 40 bar a 100 graus, a Classe 300 (classificada como 43,0 bar a 100 graus) fornecerá margem adequada. Sempre inclua um fator de segurança - a maioria das especificações exige que a classificação do flange exceda a pressão de projeto em pelo menos 10–20%. Em caso de dúvida, passe para a próxima aula.

Como o F51 se compara ao 316L para flanges cegos?

F51 oferece aproximadamente o dobro da resistência ao escoamento (450 MPa vs. 205 MPa), classificações de pressão-temperatura mais altas (17,9 bar vs. 15.9 bar em ambiente Classe 150) e resistência à corrosão significativamente melhor (PREN 33–35 vs. 24–26). O F51 é normalmente 1,5–2× mais caro que o 316L, mas a maior resistência pode permitir projetos mais leves e a resistência à corrosão prolonga a vida útil em ambientes de cloreto. Para aplicações de água do mar, salmoura ou gás ácido, o F51 é a escolha certa. Para serviços químicos gerais sem cloretos, o 316L pode ser suficiente a um custo menor.

Que junta devo usar com um flange cego RF F51?

Para Classe 150 e Classe 300, uma junta enrolada em espiral com enchimento de grafite ou PTFE é padrão. O diâmetro do anel da gaxeta deve corresponder ao diâmetro da face elevada (dimensão G da tabela de dimensões ASME B16.5). Para classe 600 e superior, considere juntas Kammprofile ou juntas de anel de metal sólido (estilo R ou RX) se a aplicação envolver altas temperaturas ou meios agressivos. Sempre verifique a folga do ID da gaxeta em relação ao diâmetro do círculo do parafuso para evitar interferência.

Resultado final: O flange cego RF ASTM A182 F51 ocupa um nicho bem definido - é o carro-chefe para ambientes corrosivos de cloreto de pressão moderada a alta, onde você precisa de mais resistência do que o 316L pode oferecer sem pagar o prêmio pelo super duplex. Conheça as condições do projeto, verifique as certificações do material, combine a junta com a face elevada e o F51 servirá de maneira confiável por décadas.

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