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Flange F11

    Flange ASTM A182 F11

    A norma ASTM A182 Flange F11 é um encaixe de tubo forjado feito de liga de aço cromo-molibdênio, projetado especificamente para sistemas de alta temperatura e alta pressão em setores como petróleo e gás, petroquímica e geração de energia.
    Esse tipo de flange é amplamente utilizado no setor porque mantém uma força excepcional e resistência à fluência em ambientes de alta temperatura (normalmente até 590°C/1100°F) que o aço carbono padrão não consegue suportar.
    Para obter o desempenho ideal, os flanges A182 F11 devem ser submetidos a tratamento térmico após o forjamento. Os processos comuns incluem recozimento, normalização e revenimento. Durante a soldagem e a instalação, o pré-aquecimento e o tratamento térmico pós-soldagem são normalmente recomendados para evitar a fragilidade da solda e eliminar as tensões residuais.
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    Composição química do flange F11

    A composição química do ASTM A182 F11 (especificamente o grau F11) é definida pelo equilíbrio de cromo e molibdênio, o que lhe dá o nome comum de aço “1-1/4 Chrome 1/2 Moly”.
    Esta é a composição química do F11 Classe 1, 2 e 3, de acordo com a norma ASTM A182:
    CMnPSSiCrMo
    0.05 - 0.150.30 - 0.60≤ 0.030≤ 0.0300.50 - 1.001.00 - 1.500.44 - 0.65

    Principais características desses elementos

    • Cr: melhora a resistência à oxidação e à corrosão em temperaturas elevadas.
    • Mo: aumenta a resistência à fluência e a resistência à tração em alta temperatura.
    • O Si:F11 tem um teor mais alto de silício, o que ajuda na desoxidação e aumenta a resistência à incrustação.
    • C: O teor de carbono controlado garante boa soldabilidade e mantém a integridade estrutural.

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    Propriedades mecânicas dos flanges F11 Classe 1, 2 e 3

    Métricas de desempenhoClasse 1Classe 2Classe 3
    Resistência à tracção≥ 415 MPa (60 ksi)≥ 485 MPa (70 ksi)≥ 515 MPa (75 ksi)
    Força de rendimento≥ 205 MPa (30 ksi)≥ 275 MPa (40 ksi)≥ 310 MPa (45 ksi)
    Alongamento≥ 20%≥ 20%≥ 20%
    Dureza121 - 174 HBW143 - 207 HBW156 - 207 HBW

    Por que as propriedades são diferentes se a composição química é a mesma?

    As diferenças nas propriedades mecânicas entre os aços ASTM A182 F11 Grau 1, Grau 2 e Grau 3 se devem inteiramente ao processo de tratamento térmico, e não à composição química. Embora suas composições químicas sejam idênticas, diferentes taxas de resfriamento - como recozimento, normalização ou têmpera - alteram a microestrutura interna do aço.

    4 Métodos de fabricação do flange F11

    Forjamento de matriz fechada

    O forjamento em matriz fechada é o método mais comumente usado para a produção de flanges de tamanho padrão em grandes volumes, oferecendo alta eficiência de produção e excelente precisão dimensional, além de alinhar a orientação dos grãos do metal com o formato do flange, aumentando assim a resistência mecânica.

    Forjamento de matriz aberta / Forjamento livre

    O forjamento em matriz aberta é comumente usado para fabricar flanges F11 extragrandes ou de tamanho personalizado. É adequado para componentes grandes e pesados e quebra efetivamente a porosidade interna em lingotes de aço, resultando em uma estrutura interna mais densa.

    Forjamento de anéis laminados

    O forjamento de anel laminado é usado especificamente para fabricar componentes em forma de anel, como as seções de anel de flanges de grande diâmetro. Ele produz uma estrutura de grãos muito uniforme e tangencialmente distribuída, o que o torna a escolha ideal para a fabricação de flanges de junta tipo anel de alta pressão.

    Usinagem de barras forjadas

    Para flanges pequenos com um NPS de 4 ou menos, ou para flanges cegos especiais, o estoque de barras forjadas às vezes é usinado.
    Esse método envolve o torneamento de barras forjadas F11 tratadas termicamente diretamente em uma máquina-ferramenta CNC.

    Aplicações do flange ASTM A182 F11

    Perguntas frequentes sobre o flange ASTM A182 F11

    Sim, mas ela é considerada “soldagem restrita”. Por conter cromo e molibdênio, a solda é propensa a endurecimento e rachaduras a frio. O pré-aquecimento e o tratamento térmico pós-solda são necessários para aliviar a tensão e restaurar a resistência.

    Em operação contínua, a temperatura operacional máxima recomendada para o F11 é de 593°C (1100°F).
    Acima dessa temperatura, a resistência à oxidação do material diminui significativamente e ocorre uma grave perda por fluência.

    A Classe 2 tem requisitos de resistência mais altos do que a Classe 1. Se os desenhos do projeto especificarem a Classe 2, a Classe 1 não poderá ser usada como substituta; no entanto, se o projeto especificar a Classe 1, a Classe 2 poderá servir como um “substituto de grau mais alto”, desde que os requisitos de dureza sejam atendidos.

    De acordo com a norma ASTM A182, os flanges dessa classe devem ser forjados. As chapas de aço são cobertas pela norma ASTM A387. Os flanges devem ser forjados para refinar a estrutura de grãos e garantir a uniformidade na direção das fibras metálicas.

    Isso depende das especificações de seu pedido ou de normas de aplicação específicas, como a ASME B31.3.
    O teste de impacto é normalmente exigido para aplicações de baixa temperatura; no entanto, como o F11 é usado principalmente em ambientes de alta temperatura, não é um requisito obrigatório, a menos que seja especificamente estipulado pelo comprador no contrato de compra.

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