notícias da empresa sobre A Metalurgia do Parafusamento: O Parceiro Desconhecido na Integridade de Flanges

Embora a flange de metal e a junta frequentemente ocupem o centro das discussões sobre juntas aparafusadas, a integridade de toda a conexão depende absolutamente do desempenho de seus parafusos. As porcas e parafusos são os parceiros anônimos, fornecendo a força de aperto crucial que comprime a junta e garante a segurança da conexão. Sua confiabilidade é ditada por sua metalurgia, que deve ser cuidadosamente selecionada para corresponder ao material da flange e às condições de operação do sistema.

Parafusos para flanges industriais não são apenas fixadores genéricos; são componentes altamente projetados, feitos de aços de liga específicos, projetados para suportar altas tensões de tração, muitas vezes em temperaturas extremas, e resistir a várias formas de degradação.

Principais Propriedades Metalúrgicas para Parafusos:

1. Alta Resistência à Tração e Resistência ao Escoamento:

   • Os parafusos devem ser fortes o suficiente para serem apertados com uma pré-carga alta sem escoar (esticar permanentemente). Essa pré-carga é o que comprime a junta.

   • Têmpera e Revenimento: Muitos parafusos de alta resistência passam por esse tratamento térmico. A têmpera (resfriamento rápido) endurece o aço, e o revenimento (reaquecimento a uma temperatura específica) melhora sua tenacidade e ductilidade, mantendo a resistência.

2. Resistência à Fluência:

   • Para aplicações em altas temperaturas, os parafusos devem resistir à fluência, que é o alongamento ou deformação gradual sob tensão sustentada em temperaturas elevadas. Se os parafusos fluírem, eles perdem sua pré-carga, levando ao relaxamento da junta e vazamentos. Elementos de liga como cromo e molibdênio aumentam a resistência à fluência.

3. Resistência ao Relaxamento de Tensão:

   • Semelhante à fluência, mas refere-se especificamente à redução da tensão em um material ao longo do tempo sob deformação constante (ou seja, o parafuso mantém seu comprimento, mas perde sua força de aperto). Isso é crucial para manter a compressão da junta.

4. Tenacidade (Resistência ao Impacto):

   • Os parafusos, especialmente para aplicações de baixa temperatura ou dinâmicas, devem possuir boa tenacidade para resistir à fratura frágil sob impactos repentinos ou concentrações de tensão. Testes de impacto (por exemplo, entalhe em V de Charpy) são realizados na temperatura operacional mais baixa prevista.

5. Resistência à Corrosão:

   • Corrosão Externa: Parafusos expostos são vulneráveis à corrosão atmosférica, o que pode enfraquecer o parafuso e dificultar a remoção. Revestimentos (por exemplo, galvanização por imersão a quente, fluoropolímeros) ou materiais inerentemente resistentes à corrosão (por exemplo, aço inoxidável, aço inoxidável super duplex, ligas de níquel) são usados.

   • Trincamento por Corrosão Sob Tensão (SCC): Uma combinação de tensão de tração, um material suscetível e um ambiente corrosivo específico (por exemplo, cloretos para aço inoxidável) pode levar ao trincamento. Os materiais dos parafusos devem ser escolhidos para resistir ao SCC em seu ambiente de serviço.

   • Fragilização por Hidrogênio: Em serviço de gás ácido (contendo H2S) ou ambientes onde o hidrogênio pode ser gerado, o hidrogênio pode se difundir em aços de alta resistência suscetíveis, causando fratura frágil. As normas NACE MR0175/ISO 15156 especificam limites de material e dureza para mitigar isso.

Materiais Comuns para Parafusos e Suas Aplicações (Normas ASTM):

• ASTM A193 Grau B7: Este é o material de parafuso de aço carbono mais comum para serviço geral em alta temperatura, até 450°C (850°F). É aço cromo-molibdênio temperado e revenido. As porcas são tipicamente A194 Grau 2H.

• ASTM A193 Grau B8/B8M: Parafusos de aço inoxidável austenítico (equivalente a 304/316) para resistência à corrosão. B8M (316) oferece resistência superior à corrosão por pites e fendas. Usado em ambientes corrosivos ou onde a compatibilidade específica do material é necessária.

• ASTM A320 Grau L7: Aço de baixa liga (semelhante ao B7), mas especificamente testado para serviço em baixa temperatura, até -101°C (-150°F), garantindo boa tenacidade em temperaturas criogênicas. As porcas são tipicamente A194 Grau 7.

• ASTM A193 Grau B16: Um aço de liga de cromo-molibdênio-vanádio para serviço em temperaturas e pressões muito altas, oferecendo excelente resistência à fluência.

• Ligas Especiais: Para ambientes extremamente agressivos (por exemplo, serviço ácido, cloretos muito altos), pode ser necessário o uso de parafusos feitos de aços inoxidáveis super duplex (por exemplo, UNS S32750) ou ligas de níquel (por exemplo, Liga 625, Liga 718).

A metalurgia dos parafusos é um campo complexo e crítico. A seleção, fabricação e instalação cuidadosas dos parafusos são tão importantes quanto a própria flange e junta. Ao fornecer a força de aperto inabalável que é a própria essência de uma junta aparafusada, os parafusos de alta qualidade garantem a integridade e segurança a longo prazo dos sistemas de tubulação industrial em todo o mundo.