Escolhendo as Conexões de Tubo de Pequeno Diâmetro Certas: Um Guia Completo

Seu Guia para Escolher as Conexões de Pequeno Diâmetro Certas

Ziad Bedran, Gerente de Produto, Swagelok

Sistemas de fluidos de pequeno diâmetro confiáveis devem ser projetados e construídos com componentes de alta qualidade — e um dos mais importantes é a conexão de pequeno diâmetro. Usadas em pontos de conexão críticos, conexões devem fornecer desempenho livre de vazamentos para ajudar você a manter segurança da planta e eficiência operacional.

Existem uma variedade de tipos de conexões para escolher, no entanto, e nem sempre pode ser claro qual é a melhor escolha quando você está realizando manutenção em um sistema existente ou construindo um novo.

Como você deve escolher a conexão certa para suas necessidades? Vamos investigar vários tipos comuns de conexões junto com suas características e vantagens específicas:

Conexões Rosqueadas

Conexões rosqueadas fazem uma conexão anexando duas peças rosqueadas, uma macho (onde roscas projetam no exterior da conexão) e a outra fêmea (onde roscas são encontradas dentro da conexão). Roscas macho são inseridas em roscas fêmea.

Conexões rosqueadas vêm em duas variedades distintas: aquelas com roscas retas ou paralelas, e aquelas com roscas cônicas. Roscas retas são projetadas para prender uma porca no corpo de uma conexão de tubo e dependem de itens suplementares, incluindo juntas, O-rings ou contato metal-a-metal para criar uma vedação livre de vazamentos. Por esta razão, roscas retas são tipicamente usadas em aplicações onde a pressão do sistema não excederá 5000 psi.

Roscas cônicas, enquanto isso, são projetadas para vedar conforme as roscas macho e fêmea são puxadas juntas. Elas são construídas em um ângulo em relação à linha central, enquanto roscas retas são paralelas à linha central. Um selante de rosca ou fita de rosca é requerido para preencher as lacunas entre as cristas e as raízes para prevenir fluidos do sistema de vazarem na conexão. Um bom selante também ajudará a prevenir galling (um fenômeno onde duas superfícies em contato travam como resultado de solda a frio) durante a instalação. Roscas cônicas serão efetivas para pressões de sistema até 15000 psi.

Roscas retas são tipicamente usadas quando a pressão do sistema não excederá 5000 psi. Roscas cônicas são efetivas para pressões de sistema até 15000 psi.

Além dos limites de pressão do sistema notados, a escolha entre conexões rosqueadas retas ou cônicas é frequentemente guiada por preferência do usuário. Geralmente, conexões rosqueadas disponíveis aderem a padrões comuns; British Standard Pipe (BSP) e National Pipe Thread (NPT) são dois dos mais comuns. Pode ser benéfico, porém, padronizar o uso de um tipo versus o outro em toda uma instalação para reduzir potencial confusão ou aplicação incorreta.

Conexões de Tubo de Compressão

Em contraste com conexões rosqueadas, conexões de tubo de compressão comumente utilizam anilhas para criar uma vedação livre de vazamentos. Quando a porca da conexão é apertada, a anilha é comprimida entre a porca e a conexão receptora. Como resultado desta compressão, a anilha efetivamente morde o tubo, criando assim um aperto forte e uma vedação apertada. A confiabilidade do aperto do tubo está relacionada a quão bem a anilha de aperto realiza esta função. Conexões de compressão também oferecem o benefício de serem simples de montar e desmontar.

Conexões de compressão que apresentam design de duas anilhas podem melhorar força de aperto e desempenho de vedação.

Existem algumas diferenças chave de projeto entre a variedade de conexões de tubo de compressão comumente disponíveis hoje. Uma anilha tipo mordida, como ilustrada aqui em ambos designs de anilha única e dupla anilha, arqueia quando a montagem ocorre. Esta ação de arqueamento impulsiona a borda frontal da anilha de mordida no tubo para prender ou indentar a superfície do tubo. A borda frontal destas anilhas de mordida é destinada a morder para aperto adequado do tubo. Se há vibração, pulsação, choque térmico ou carga lateral exercida na conexão, o contato mínimo da anilha de aperto oferece pouco suporte atrás da mordida. Isso significa que em um sistema dinâmico, o potencial para dano ao tubo ou pullout pode existir.

Conexões de compressão que apresentam design de duas anilhas podem melhorar força de aperto e desempenho de vedação. Aqui, uma vedação de gás é criada entre a anilha frontal e o diâmetro externo da tubulação, bem como entre a superfície de vedação do corpo. A anilha traseira também atua como um mecanismo primário para prender a tubulação na conexão. Durante a instalação, a anilha traseira avança axialmente a anilha frontal e aplica radialmente um aperto efetivo do tubo.

Um design de aperto mecânico de duas anilhas que entrega ação de colheta articulada pode criar um aperto e vedação ainda mais robustos. Ação de articulação e colheta fornece mais material da anilha traseira em contato próximo com o tubo adjacente ao aperto do tubo. Este material fornece suporte direto e axial à função de aperto do tubo. Adicionalmente, este design reduz a probabilidade de conexões recuarem em aplicações onde vibração é uma preocupação e permite uma quantidade muito pequena de movimento na conexão enquanto mantém os níveis apropriados de aperto e força. Este movimento, chamado de "spring back", cria resistência robusta à vibração. Adicionalmente, criando longas linhas de contato de vedação entre as anilhas e o tubo, este design mecânico cria uma vedação de gás altamente confiável. Eles são uma boa escolha para aplicações onde desempenho livre de vazamentos não pode ser comprometido.

Conexões de aperto mecânico de duas anilhas fornecem alta resistência à vibração enquanto mantêm aperto e força apropriados.

 

Conexões de Tubo de Média Pressão

Conexões de aperto mecânico de média pressão — uma evolução de conexões de compressão de duas anilhas — também entregam desempenho excepcional junto com eficiência de instalação aprimorada.

Conexões Swagelok^® Série FK fornecem um bom exemplo de como a tecnologia de aperto mecânico difere de conexões estilo compressão. Usando ação de colheta articulada similar a uma conexão de tubo de duas anilhas Swagelok^® padrão mostrada aqui, a série FK difere por utilizar um corpo de conexão fêmea, uma porca macho e anilhas pré-orientadas. Este design cria uma cunha dinâmica única. A cunha dinâmica permite remontagens por torque e fornece gaugeability na montagem inicial e remontagem da conexão de tubo. O design de duas anilhas cria uma mordida mais robusta na tubulação, criando uma vedação de gás livre de vazamentos na instalação inicial e em cada remontagem.

Conexões da série FK adicionalmente apresentam um cartucho pré-montado que segura as duas anilhas e porca. Isso ajuda a garantir orientação adequada da anilha e instalação. Com estes recursos, conexões da série FK podem ajudar a reduzir tempo de instalação e diminuir custos de montagem e manutenção enquanto fornecem uma conexão mais confiável, resultando em maior tempo de atividade em uma variedade de aplicações.

Conexões Cone e Rosca

Finalmente, conexões cone e rosca estão disponíveis em uma ampla variedade de ligas e têm várias características de design que as tornam adequadas para aplicações de média a alta pressão. Seu desempenho confiável as tornou uma escolha padrão de conexão de alta pressão em uma variedade de aplicações exigentes por muitos anos.

Tubulação específica para cone e rosca, apresentando paredes mais grossas e uma classificação de pressão mais alta, é tipicamente requerida quando conexões cone e rosca serão usadas. Uma conexão cone e rosca de alto desempenho apresentará um anel, um colar, uma porta fêmea e um furo de escape que permite detectar vazamentos e verificar instalação adequada.

Cuidado especial deve ser tomado ao preparar e instalar conexões cone e rosca. Ferramentas de conificação e rosqueamento são requeridas para fazer a conexão, junto com lubrificante para reduzir atrito durante o processo de corte. O tubo deve ser propriamente conificado e rosqueado antes de ser unido com a conexão. É crítico garantir que nenhuma rebarba, gouge ou arranhão ocorreu durante o processo. Uma vez que o preparo da tubulação está completo, um colar é rosqueado na tubulação e uma porca de anel é inserida no corpo da conexão para aperto final. Para sistemas que experimentam choque ou vibração regular, também é recomendado usar componentes antivibração para ajudar a estender a vida da conexão de tubulação. Se montadas propriamente, conexões cone e rosca podem fornecer desempenho confiável de longo prazo em algumas das aplicações de sistemas de fluidos mais exigentes.

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Tendo aprendido alguns dos diferenciadores chave entre a variedade de tecnologias de conexões disponíveis hoje, você estará melhor equipado para fazer a escolha certa para suas aplicações de sistemas de fluidos. No entanto, este artigo apenas cobre o básico de conexões de pequeno diâmetro — há muitas outras complexidades envolvidas com seleção e instalação de conexões de tubo.

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