Parafusos de flangeeporcas de flangesão componentes-chave na conexão de sistemas de tubulação e vasos de pressão. Suas características estruturais são refletidas na superfície de flange integrada na cabeça do parafuso ou na parte inferior da porca. Este projeto integrado combina as funções de parafusos tradicionais e arruelas planas. O diâmetro da superfície do flange é geralmente de 2,5 a 3 vezes o diâmetro do parafuso. Por exemplo, o diâmetro da superfície do flange do parafuso M20 está principalmente na faixa de 50 a 60 mm, o que reduz efetivamente a tensão de compressão da superfície de conexão, aumentando a área de contato. De acordo com a norma ASME B18.2.6, o tamanho do lado oposto hexagonal do parafuso do flange é aumentado em cerca de 15% em comparação com parafusos comuns para corresponder à resistência estrutural da superfície do flange.
Em termos de seleção de parâmetros técnicos, o grau de resistência dos parafusos de flange geralmente deve atingir 8,8 ou 10,9, e a resistência à tração não deve ser inferior a 800 MPa e 1040 MPa, respectivamente. Para condições de alta temperatura e alta pressão, parafusos de liga de aço ASTM A193 Gr.B7 são frequentemente utilizados, os quais podem manter um desempenho estável em ambientes de 450 ℃. As porcas de flange correspondentes devem atender ao princípio de correspondência de resistência igual. As especificações típicas incluem ASTM A194 Gr.2H, e a dureza é controlada entre HRC22-32. Em termos de tecnologia de tratamento de superfície, o revestimento Dacromet pode fornecer mais de 1000 horas de proteção contra névoa salina, enquanto a espessura da camada galvanizada a quente é geralmente controlada em 50-80 μm, garantindo mais de 10 anos de resistência à corrosão em ambientes externos.
Os cenários típicos de aplicação deste tipo de fixador concentram-se em peças de conexão que exigem alta vedação e resistência à vibração. Conjuntos de parafusos de flange são comumente usados em conexões de flange de dutos na indústria petroquímica. Em dutos acima de DN300, cada placa de flange precisa ser equipada com 16 a 24 conjuntos de parafusos, e a força de pré-carga precisa ser controlada dentro de 30% a 70% da resistência ao escoamento do material do parafuso. A conexão de flange de equipamentos rotativos, como turbinas e compressores, enfatiza o desempenho antiafrouxamento. Atualmente, quando usado com porcas antiafrouxamento Spirax, a perda de força de pré-carga sob condições de vibração pode ser controlada dentro de 5%. Para flanges de trocadores de calor com expansão térmica, é necessário calcular a tensão térmica na temperatura de trabalho e selecionar materiais de parafusos com coeficientes de expansão térmica correspondentes. Por exemplo, o coeficiente de expansão térmica de parafusos de aço inoxidável 304 é 17,3 × 10^-6/°C. Quando houver uma diferença com flanges de aço carbono, cálculos de compensação precisam ser realizados.
Do ponto de vista da análise de benefício de uso, a principal vantagem dos parafusos de flange é a uniformidade da distribuição da pressão de contato. A superfície do flange reduz o fator de concentração de tensão em cerca de 40%, o que é particularmente adequado para a conexão de materiais de baixa resistência, como ferro fundido e plástico. Ao mesmo tempo, o design integrado reduz o número de peças e pode reduzir o tempo de instalação em 30% em comparação com a combinação tradicional de juntas de parafusos na conexão de flange DN500. No entanto, as limitações também são óbvias. A estrutura da superfície do flange aumenta o peso de uma única peça em 20% a 25%, o que pode afetar a instalação em equipamentos compactos com espaço limitado. Em termos de custo, o preço dos parafusos de flange da mesma especificação é de 15% a 30% maior do que o dos parafusos comuns, mas na posição da porta de inspeção, onde a desmontagem frequente é necessária, seu desempenho antigripagem pode reduzir os custos de manutenção. Em aplicações práticas, deve-se observar que o erro de paralelismo entre a superfície do flange e a superfície de conexão deve ser menor que 0,05 mm, caso contrário, pode causar sobrecarga unilateral e falha prematura.
Horário da publicação: 25/03/2025