As extremidades de tubos de aço inoxidável determinam como um tubo se conecta a conexões, válvulas, equipamentos e seções de tubos adjacentes. As quatro preparações de extremidade comuns sãolisas, chanfradas, rosqueadas e ranhuradas.
Cada uma serve a um método de conexão diferente. As extremidades lisas fornecem um ponto de partida cortado a esquadro para juntas compatíveis ou fabricação adicional. As extremidades chanfradas preparam o tubo para uma junta soldada de topo especificada. As extremidades rosqueadas engatam componentes rosqueados correspondentes. As extremidades ranhuradas conectam-se através de um sistema de acoplamento mecânico compatível.
A seleção do tipo de extremidade correto requer mais do que a identificação de sua aparência. As dimensões do tubo, a espessura de parede restante, o método de vedação, os requisitos de instalação e os critérios de inspeção devem corresponder à conexão pretendida.
| Esquadro, comprimento acabado, remoção de rebarbas, ovalização e deformação local | Principal Característica Física | Métodos de Conexão Associados | Requisito Chave de Compra |
|---|---|---|---|
| Extremidade lisa | Geralmente cortada a esquadro, sem roscas ou ranhura | Soldagem de topo a esquadro aprovada, soldagem de encaixe ou juntas mecânicas compatíveis | Esquadro da extremidade, rebarbação, dimensões e compatibilidade do componente receptor |
| Extremidade chanfrada | Preparação angular na extremidade do tubo | Juntas soldadas de topo | Geometria do chanfro, face da raiz e requisitos de soldagem aplicáveis |
| Extremidade rosqueada | Rosca externa ou interna usinada, dependendo do componente | Conexões de acessórios, válvulas ou equipamentos rosqueados correspondentes | Padrão exato da rosca, tamanho, forma e requisitos de medição |
| Extremidade ranhurada | Ranhura circunferencial perto da extremidade do tubo | Acoplamentos mecânicos com gaxeta compatíveis | Perfil da ranhura, dimensões do tubo, especificação do acoplamento e adequação da gaxeta |
Essas descrições identificam preparações de conexão. Elas não estabelecem uma classificação de pressão universal nem tornam diferentes sistemas de conexão intercambiáveis.
Na terminologia de compra de extremidades de tubos,extremidade lisa, frequentemente abreviada como PE, normalmente se refere a uma extremidade não rosqueada e não ranhurada fornecida cortada a esquadro. Qualquer pequeno chanfro usado para rebarbação deve ser distinguido de um chanfro especificado para soldagem de topo.
Uma extremidade lisa não é necessariamente uma preparação de junta acabada para todas as aplicações.
Dependendo do projeto de conexão aprovado, tubos com extremidade lisa podem ser usados para:
Conexões soldadas de encaixe.
Soldagem de topo a esquadro onde o projeto da junta e o procedimento o permitem.
Conexões mecânicas especificamente aprovadas para as dimensões do tubo.
Rosqueamento, chanfragem ou ranhuramento subsequentes.
A compatibilidade deve ser confirmada com a conexão receptora. Uma conexão mecânica projetada para OD de tubo não deve ser assumida como aceitando tubo de tamanho nominal.
Por exemplo, as designações NPS e os diâmetros externos reais dos tubos usam convenções de dimensionamento diferentes. O tamanho nominal impresso em dois componentes não é evidência suficiente de que eles se encaixarão.
Inspecione o esquadro da extremidade, rebarbas, ovalização, deformação local e a condição de qualquer superfície usada para vedação ou engate.
O corte pode deixar um lábio interno, bordas afiadas ou distorção. Essas condições podem interferir na inserção da conexão, alinhamento da soldagem ou usinagem posterior.
Declare o comprimento acabado e sua tolerância. Se o tubo passar por preparação de extremidade adicional, esclareça se o comprimento encomendado se aplica antes ou depois dessa operação.
"Extremidade lisa" também não define limpeza de superfície, rugosidade ou adequação higiênica. Esses requisitos pertencem à especificação do produto e da fabricação.
Tipo de Extremidadeextremidade chanfrada, comumente abreviada como BE, tem uma preparação angular destinada a formar parte de uma junta soldada de topo.
O chanfro fornece acesso para o processo de soldagem especificado e geometria da junta. Ele não estabelece, por si só, penetração da solda, qualidade da solda ou adequação à pressão.
A ASME B16.25 aborda a preparação de extremidade para soldagem de topo, incluindo chanfros e conformação interna e externa relevantes. O detalhe aplicável deve ser selecionado para o componente e o arranjo da junta.
Três dimensões são frequentemente confundidas:
| Termo | Significado |
|---|---|
| Ângulo de chanfro | Ângulo da superfície preparada em relação a um plano perpendicular ao eixo do tubo |
| Ângulo de ranhura incluído | Ângulo combinado formado pelas duas preparações opostas em uma junta simétrica |
| Face da raiz, ou land | Face não chanfrada restante na borda da raiz da preparação |
Para ilustração, dois chanfros de 37,5° opostos produzem um ângulo incluído de 75° em um arranjo V único simétrico.
Este exemplo geométrico não é uma especificação de soldagem universal. Juntas de parede fina, componentes de parede espessa e processos de soldagem particulares podem exigir preparações diferentes.
A folga da raiz é outra dimensão separada. Ela é estabelecida durante a montagem da junta, em vez de ser uma característica usinada em uma extremidade do tubo.
Uma instrução completa de chanfro deve identificar o padrão ou desenho aplicável, configuração do chanfro, tolerância do ângulo, face da raiz e quaisquer requisitos de transição interna.
A preparação da extremidade também deve concordar com a especificação de procedimento de soldagem aprovada, ou WPS. Não presuma que todo tubo de aço inoxidável requer o mesmo chanfro V único.
Para componentes com diferentes espessuras de parede, confirme a incompatibilidade de diâmetro interno permitida e a geometria de transição. Diâmetros externos correspondentes sozinhos não estabelecem uma junta soldada aceitável.
As extremidades de tubos rosqueados conectam-se a conexões, válvulas e equipamentos rosqueados correspondentes. As extremidades dos tubos são comumente rosqueadas externamente, enquanto o componente correspondente fornece a rosca interna correspondente.
A descrição "extremidade rosqueada" é incompleta, a menos que o sistema de rosca seja identificado.
| Sistema de Rosca | Referência Principal | Arranjo da Rosca | Abordagem de Vedação Pretendida |
|---|---|---|---|
| NPT | ASME B1.20.1 | Rosca de tubo cônica | Engajamento da rosca com composto ou material de vedação apropriado |
| Família ISO 7-1 | ISO 7-1 | R externa cônica; Rc interna cônica; Rp interna paralela | Vedação nas roscas correspondentes especificadas com material de junção adequado |
| BSPP / G | ISO 228-1 | Roscas internas e externas paralelas | Uma interface de vedação separada, conforme definido pelo projeto da conexão |
A ASME B1.20.1 cobre as dimensões e medição da NPT. A ISO 7-1 aborda roscas usadas para juntas que vedam nas roscas, enquanto a ISO 228-1 descreve roscas paralelas onde a vedação de pressão é feita em outro lugar na conexão.
Para conexões ISO 7-1, identifique a designação real R, Rc ou Rp em vez de confiar apenas no rótulo amplo "BSP".
NPT e BSPT podem parecer semelhantes, especialmente em alguns tamanhos nominais menores. No entanto, seus perfis de rosca diferem.
A NPT usa um ângulo de rosca de 60°, enquanto a forma de rosca de tubo britânica/ISO relevante usa um ângulo de 55°. O passo e os detalhes dimensionais também podem diferir.
O fato de um componente começar a rosquear em outro não estabelece compatibilidade. A orientação de identificação da Swagelok observa especificamente que certos tamanhos NPT e ISO 7-1 são difíceis de distinguir visualmente.
Não tente compensar uma rosca incompatível aplicando mais selante ou força de aperto adicional.
O corte de uma rosca externa remove material. A parede restante na raiz da rosca e a folga mecânica aplicável devem ser consideradas no projeto.
Um programa de tubo não deve, portanto, ser aprovado para rosqueamento apenas porque seu diâmetro externo corresponde ao tamanho nominal da rosca.
O desenho ou especificação de compra deve definir a rosca necessária, o comprimento rosqueado utilizável e os critérios de aceitação.
As roscas de aço inoxidável podem travar, causando danos à superfície ou emperramento durante a montagem.
Use o produto de vedação ou lubrificante especificado para a conexão e o serviço. Sua compatibilidade com o fluido, temperatura e requisitos de limpeza é tão importante quanto sua capacidade de auxiliar na montagem.
Para conexões de rosca paralela, identifique a característica de vedação real - como um O-ring, gaxeta ou arruela de vedação. O selante de rosca não substitui uma interface de vedação ausente ou incorretamente projetada.
O tubo ranhurado possui uma ranhura circunferencial perto da extremidade que engata um acoplamento compatível.
Em uma junta mecânica ranhurada convencional, a carcaça do acoplamento engata as ranhuras enquanto uma gaxeta veda contra as superfícies do tubo especificadas perto das extremidades.
O tubo, a ranhura, o acoplamento e a gaxeta formam um sistema. A ranhura sozinha não estabelece a classificação de pressão-temperatura da junta.
| Método de Ranhuramento | Como a Ranhura é Produzida | Principal Consideração de Seleção |
|---|---|---|
| Ranhuramento por laminação | Forma a frio a parede do tubo sem remover intencionalmente metal | Material, espessura da parede, ferramentas e geometria final da extremidade resultante |
| Ranhuramento por corte | Usinagem de material do exterior do tubo | Dimensões permitidas e parede restante sob a ranhura |
Portanto, o ranhuramento por laminação e o ranhuramento por corte afetam o tubo de maneira diferente. Nenhum método deve ser selecionado sem verificar os requisitos aprovados do tubo e do acoplamento.
Uma ranhura laminada ainda altera a geometria local. A ausência de usinagem não remove a necessidade de inspecionar a ranhura acabada e a extremidade do tubo.
Dois tubos descritos como "ranhurados" podem ter perfis diferentes.
O pedido de compra deve identificar o fabricante do acoplamento, a família de produtos e a especificação de ranhura aplicável. O tamanho do tubo, o OD real, a espessura da parede e o material devem estar dentro da faixa permitida.
O ranhuramento de aço inoxidável também pode exigir ferramentas diferentes para diferentes espessuras de parede ou sistemas de ranhura. A orientação do fabricante distingue explicitamente essas combinações.
Dependendo do sistema, a inspeção pode incluir:
Diâmetro externo do tubo e ovalização.
Comprimento e condição da superfície do assento da gaxeta.
Largura da ranhura.
Diâmetro da ranhura.
Expansão máxima da extremidade do tubo.
Limites aplicáveis de espessura de parede.
Não confie apenas na profundidade da ranhura. Por exemplo, as especificações de ranhura do fabricante podem tratar a profundidade como uma dimensão de referência enquanto controlam diretamente o diâmetro da ranhura.
A área de vedação também deve permanecer adequada para a gaxeta. Danos nessa área podem afetar o desempenho da junta, mesmo quando as dimensões da ranhura parecem corretas.
Escolha a preparação da extremidade após identificar a conexão receptora, válvula ou projeto da junta. Para uma linha soldada de topo, siga o detalhe da junta soldada aprovada. Para uma conexão rosqueada, identifique a rosca correspondente e o arranjo de vedação. Para um sistema ranhurado, use o acoplamento especificado e o perfil da ranhura.
Tubos com extremidade lisa podem oferecer flexibilidade de fabricação, mas processamento adicional pode adicionar requisitos de tempo, manuseio e inspeção.
Verifique o Tamanho do Tubo e a Espessura da Parede
espessura da parede do tubo de aço inoxidável juntamente com a preparação de extremidade proposta. O rosqueamento e o ranhuramento por corte removem material. O ranhuramento por laminação altera a geometria local. A chanfragem deve preservar o perfil da junta e a face da raiz necessários.Alterar o programa do tubo pode, portanto, exigir alterações nas ferramentas, preparação da soldagem ou qualificação da conexão.
Confirme as Condições de Serviço
Verifique a pressão, temperatura, compatibilidade do fluido e os requisitos de tubulação aplicáveis para a conexão completa. Para sistemas com gaxeta, o material da gaxeta e as limitações do acoplamento fazem parte da seleção. Para juntas soldadas, aplicam-se o material, o procedimento de soldagem e os requisitos de exame. Para conexões rosqueadas, a forma da rosca e o método de vedação devem ser adequados.
Considere Acesso e Manutenção
O acesso de instalação pode influenciar a escolha prática. A soldagem requer acesso apropriado e controles de fabricação. A montagem rosqueada requer espaço para engate e aperto. A montagem ranhurada requer acesso para posicionar e instalar o acoplamento corretamente.
Onde a desmontagem é importante, especifique o arranjo de manutenção pretendido. Uma conexão rosqueada não é automaticamente fácil de desmontar após serviço prolongado, e uma conexão ranhurada não é automaticamente flexível.
Requisitos de Inspeção para Cada Tipo de Extremidade
Um plano de
inspeção de tubo de aço inoxidável
Tipo de ExtremidadeFoco Típico de InspeçãoLisa
| Esquadro, comprimento acabado, remoção de rebarbas, ovalização e deformação local | Chanfrada |
|---|---|
| Ângulo do chanfro, face da raiz, condição da superfície, alinhamento do diâmetro interno e transição especificada | Rosqueada |
| Padrão de rosca correto, tamanho, conicidade onde aplicável, resultados de medição e danos na rosca | Ranhurada |
| Perfil correto, diâmetro e largura da ranhura, assento da gaxeta, expansão e dimensões permitidas do tubo | Uma verificação visual sozinha pode não estabelecer conformidade. |
| Para roscas, um medidor de identificação não é necessariamente um medidor de aceitação. Use o método de medição apropriado para o padrão de rosca especificado. | Para ranhuras, use os métodos de medição exigidos pelo sistema de acoplamento. Para chanfros, inspecione a geometria preparada em vez de presumir que uma configuração de máquina garante cada extremidade acabada. |
A fabricação de aço inoxidável também deve controlar a contaminação de ferramentas e manuseio. As extremidades dos tubos devem ser limpas e protegidas para preservar a condição especificada antes da montagem.
O que Incluir em uma Cota de Preço de Extremidade de Tubo
Uma consulta útil identifica o tubo base e a preparação necessária em cada extremidade.
Item da Cota de Preço
Especificação do tubo
| Grau, padrão do produto e rota de fabricação | Dimensões |
|---|---|
| NPS ou OD real, programa ou espessura da parede | Arranjo da extremidade |
| Preparação necessária na Extremidade 1 e Extremidade 2 | Detalhes da extremidade lisa |
| Esquadro, rebarbação e qualquer chanfro permitido | Detalhes do chanfro |
| Padrão ou desenho, configuração, ângulo e face da raiz | Detalhes da rosca |
| Padrão, designação, tamanho, forma externa ou interna e requisitos de inspeção | Detalhes da ranhura |
| Fabricante, sistema, especificação do perfil e método de preparação permitido | Comprimento |
| Comprimento acabado, base de medição e tolerância | Registros de qualidade |
| Relatórios dimensionais necessários, rastreabilidade do material e inspeções adicionais | Proteção |
| Tampas, protetores de rosca e requisitos de embalagem | Não presuma que ambas as extremidades requerem a mesma preparação. |
| Por exemplo, um spool fabricado pode ter uma extremidade chanfrada e uma extremidade lisa para processamento posterior. Declare cada extremidade separadamente e identifique quais dimensões se aplicam após a usinagem final. | "Rosqueado e acoplado" também deve ser distinguido de "rosqueado em ambas as extremidades". Confirme se um acoplamento está incluído, sua especificação e se ele é fornecido instalado ou solto. |
Erros Comuns na Especificação de Extremidade de Tubo
Erros frequentes de compra e fabricação incluem:
Pedir "extremidades chanfradas" sem definir a geometria necessária.
Especificar "rosca BSP" sem identificar a forma real da rosca.
Assumir que NPT e BSPT são intercambiáveis.
Pedir tubo ranhurado sem nomear o sistema de ranhura.
Verificar a profundidade da ranhura enquanto ignora o diâmetro da ranhura ou a expansão da extremidade.
Ignorar o efeito da usinagem na parede restante.
Tratar o OD do tubo como o único requisito para compatibilidade de conexão.
Medir o comprimento acabado antes de uma operação que altera a posição da extremidade.
Um desenho claro e critérios de aceitação mensuráveis ajudam a prevenir esses problemas.
Perguntas Frequentes
Tubo de Aço Inoxidável com Extremidade Lisa Pode Ser Soldado?
Sim, onde o projeto da junta aprovada o permite. Algumas conexões de topo a esquadro ou soldadas de encaixe usam extremidades lisas. Outras juntas soldadas de topo requerem um chanfro especificado. Siga o detalhe da junta e o procedimento de soldagem aplicáveis.
Todo Chanfro de Tubo de Aço Inoxidável é de 37,5°?
Roscas NPT e BSPT Podem Ser Conectadas Juntas?
Tubo de Aço Inoxidável SCH 10S Pode Ser Ranhurado?
Conexões Ranhuradas São Sempre Flexíveis?
Especifique a Extremidade do Tubo como Parte da Conexão Completa
Para uma cotação, forneça o grau do tubo, padrão, tamanho, espessura da parede, comprimento acabado e preparação necessária em cada extremidade. Inclua a rosca correspondente, o detalhe de soldagem ou a especificação do acoplamento, quando aplicável.
