Até o NPS 4, a tubulação de pequeno diâmetro é unida de três maneiras completamente diferentes, e a maioria dos problemas de especificação em um trabalho não começa com a conexão em si - eles começam com a escolha do método de união errado para a pressão, temperatura e serviço. Acessórios para solda de topo (ASME B16.9) são o padrão para linhas maiores. Para tubulações menores, conexões forjadas e rosqueadas estão incluídas.ASME B16.11. Este artigo compara os três métodos e explica como escolher entre eles sem ler três padrões ao mesmo tempo.
Três maneiras de unir tubos de pequeno diâmetro rapidamente
| Método | Padrão | Classe de pressão | Tamanho típico | Melhor para |
| Solda de soquete | ASME B16.11 | Classe 3000/6000/9000 | NPS1/2 - 2 | Alta pressão, vibração, furo pequeno onde o espaço de soldagem é apertado |
| Rosqueado (parafusado) | ASME B16.11, NPT conforme B1.20.1 | Classe 2000/3000/6000 | NPS 1/2 - 2, até 4 | Linhas de baixa pressão, instrumentos, ar e água que necessitam de desmontagem |
| Solda de topo | ASME B16.9 | Segue cronograma da parede do tubo | NPS 1/2 e superior | Alta pressão, alta temperatura, linhas de processo críticas |
Acessórios para solda de soquete: como a junta realmente funciona
Uma conexão de encaixe para solda tem um bolsão perfurado ligeiramente maior que o diâmetro externo do tubo. O tubo desce até chegar ao fundo e, em seguida, a junta é soldada em filete na parte externa. O único detalhe que todo fabricante aprende, mas os desenhos ainda esquecem: o tubo não deve ficar encostado na parte inferior do soquete. Deixe uma folga de cerca de 1,5 a 3 mm na parte inferior antes de soldar. Sem essa lacuna, a expansão térmica retém a tensão na raiz da solda e as rachaduras aparecem meses ou anos depois.
Os acessórios para solda de soquete são indulgentes em tamanhos pequenos. Um soldador pode encaixá-los em locais apertados onde uma solda de topo não alcançaria, e a solda de filete é rápida e inspecionável. Seu ponto fraco são as fendas internas e os serviços onde a limpeza ou a higiene são importantes - a abertura do encaixe pode reter fluido. Eles também não são recomendados para serviços onde é provável a ocorrência de erosão-corrosão na lacuna.
Acessórios roscados: NPT e onde eles pertencem
Acessórios roscados cortados ou usinados em NPT (rosca de tubo cônico, conforme ASME B1.20.1) em ambas as extremidades. A junta veda quando as roscas cônicas são apertadas, geralmente com fita PTFE ou selante de rosca. Eles são a maneira mais barata de operar ar de instrumento, ar de planta, água e pequenas linhas de serviços públicos, e a junta pode ser desmontada com duas chaves, razão pela qual as uniões roscadas e os niples sobrevivem em todos os lugares em serviços de baixa pressão.
Os limites são claros. As juntas roscadas não substituem as juntas soldadas em linhas de processo de alta pressão, especialmente onde há vibração, carga cíclica ou choque térmico. A raiz da rosca é uma concentração de tensão e, em tubos de parede fina, as próprias roscas removem a maior parte da parede. Também não são adequados para serviços letais ou para sistemas que devem ser 100% radiografados – não há nada para radiografar.
Acessórios para solda de topo: o padrão para serviços pesados
As conexões soldadas de topo têm a mesma espessura de parede do tubo e são unidas por soldas ranhuradas de penetração total. A junta é tão forte quanto o próprio tubo, pode ser radiografada e não há fenda para reter fluido. Para serviços críticos - alta pressão, alta temperatura, fluidos perigosos, serviço offshore de longo prazo - a solda de topo é o padrão, e a solda de encaixe ou rosqueada é escolhida apenas quando o tamanho ou a geometria tornam a solda de topo impraticável.
Classes de pressão e parede de tubo correspondente
ASME B16.11 usa designações de classe que não mapeiam individualmente as classificações de pressão do flange. Os números correspondem à pressão máxima aproximada que o corpo da conexão forjada pode suportar, e o padrão exige que a conexão seja emparelhada com um tubo de espessura de parede correspondente. A correspondência típica é:
| Tipo de término | Aula | Combina com a parede do tubo |
| Rosqueado | 2000 | SCH 80/XS |
| Rosqueado | 3000 | SCH 160 |
| Rosqueado | 6000 | XXS |
| Solda de soquete | 3000 | SCH 80/XS |
| Solda de soquete | 6000 | SCH 160 |
| Solda de soquete | 9000 | XXS |
Colocar um cotovelo de solda Classe 3000 no tubo SCH 40 anula o propósito: a conexão pode suportar a pressão, mas o tubo mais fino soldado a ela é o ponto fraco. Os dois têm que combinar.
Materiais e Marcação
As conexões B16.11 são forjadas e o material segue o mesmo sistema de classificação dos flanges. O aço carbono é ASTM A105. O serviço de baixa temperatura usa A350 LF2. As conexões forjadas em aço inoxidável usam classes A182 (F304, F304L, F316, F316L, F321, F347). Cada acessório deve possuir uma marcação durável de acordo com MSS SP-25: marca do fabricante, classe, tamanho, classe e número de bateria. No recebimento, a marcação é a primeira coisa que um inspetor verifica antes de qualquer outra coisa.
Como escolher, em três regras
- Alta pressão, alta temperatura ou linha de processo crítico em NPS 1/2 e superior: use solda de topo (B16.9). Solde o soquete apenas onde o espaço o forçar.
- Linha de alta pressão de pequeno diâmetro onde a solda de topo é muito complicada: use solda de encaixe Classe 3000 ou 6000, compatível com tubo SCH 160 ou XXS.
- Linhas desmontadas de baixa pressão, não críticas (ar de instrumentos, água, drenos): roscadas, classe 2000 em SCH 80, nunca em paredes finas, nunca onde a vibração é significativa.
Erros comuns de especificação
- Solicitar conexões Classe 3000, mas usar tubo SCH 40 - a conexão e o tubo não correspondem.
- Esquecendo a folga da raiz de 1,5-3 mm nas juntas soldadas.
- Usar conexões roscadas em uma linha que apresentará ciclos térmicos ou vibrações e depois se perguntar por que vaza.
- Mistura de roscas NPT e BSPT - elas parecem semelhantes, mas não vedam.
- Encomendar acessórios de solda para fins higiênicos ou alimentares/farmacêuticos, onde a fenda é inaceitável.
