Parafusos para Flanges: ASTM A193 B7, B8 e Porcas A194, Como Escolher

Parafusos para flanges são prisioneiros ou parafusos de alta resistência, normalmente especificados pela norma ASTM A193, que unem flanges de tubulações, válvulas e equipamentos sujeitos a pressão e temperatura. Eles são combinados com porcas da norma ASTM A194 e responsáveis por comprimir a junta de vedação, garantindo estanqueidade. A escolha correta do grau (como B7, B7M ou B8) depende da temperatura, do fluido e do ambiente de serviço.

Em refinarias, petroquímicas, usinas de açúcar e etanol, saneamento e mineração, um conjunto de fixação mal especificado pode causar vazamentos, paradas não planejadas e riscos à segurança. Este guia explica, de forma prática, como interpretar as normas e escolher o conjunto adequado para cada aplicação.

O que é a norma ASTM A193 e para que serve?

A ASTM A193 cobre materiais de parafusaria (barras, parafusos e prisioneiros) em aço liga e aço inoxidável para serviços de alta temperatura, alta pressão e outras aplicações especiais. Ela define composição química, tratamento térmico, propriedades mecânicas e requisitos de ensaio de cada grau. O prefixo B indica o grupo de aços ferríticos e austeníticos para parafusaria: B7 e B16 são aços liga, enquanto B8 e B8M são aços inoxidáveis austeníticos.

Existe ainda a ASTM A320, voltada a parafusaria para serviço em baixas temperaturas, com graus como L7 e L7M, que exigem ensaio de impacto. Já a ASTM A194 trata das porcas para alta pressão e alta temperatura, e é complementar à A193.

Quais são os principais graus de parafusos para flanges?

Os graus mais usados no mercado industrial brasileiro são descritos a seguir:

• B7: aço liga cromo-molibdênio (tipicamente AISI 4140/4142), temperado e revenido. É o grau mais comum em flanges de aço carbono para serviços gerais de processo, vapor e hidrocarbonetos.
• B7M: mesma base química do B7, porém revenido para limitar a dureza. Tem resistência menor, mas é indicado quando há risco de corrosão sob tensão por sulfetos, como em serviços com H2S (ambientes sour, conforme NACE MR0175/ISO 15156).
• B16: aço cromo-molibdênio-vanádio, voltado a temperaturas mais elevadas, em que o B7 perde resistência à fluência.
• B8 e B8M: aços inoxidáveis austeníticos equivalentes aos tipos 304 e 316, usados em ambientes corrosivos, alimentício, químico e naval. Podem ser fornecidos nas Classes 1 (solubilizado) e 2 (encruado), sendo a Classe 2 mais resistente mecanicamente.
• L7: aço liga da ASTM A320 para baixas temperaturas, com ensaio de impacto exigido.

Qual a diferença de resistência entre B7 e B8?

O B7 é um aço de alta resistência, com limite de resistência mínimo de 125 ksi (cerca de 860 MPa) em diâmetros até 2,5 polegadas. Já o B8 Classe 1 é um inox solubilizado de resistência bem inferior, com mínimo de 75 ksi (cerca de 515 MPa). Por isso, trocar B7 por B8 sem análise reduz a capacidade de carga da junta, e a pressão de trabalho precisa ser reavaliada.

Como comparar os graus mais usados?

Os valores acima são mínimos de referência da norma para a faixa de diâmetro indicada e variam conforme o diâmetro e a classe. Para projetos, consulte sempre a edição vigente da ASTM A193 e o certificado do lote.

Que porca usar com cada parafuso: A194 2H, 2HM ou 8?

A ASTM A194 define o grau da porca de acordo com o parafuso. A regra básica é que a porca deve ter resistência compatível, para que a falha, se ocorrer, não seja por arrancamento de rosca.

• A194 grau 2H: aço carbono temperado e revenido, usado com parafusos B7.
• A194 grau 2HM: versão com dureza controlada, usada com parafusos B7M.
• A194 grau 8 e 8M: aços inoxidáveis austeníticos, usados com B8 e B8M, respectivamente.
• A194 grau 4 e 7: aços liga para serviços de baixa temperatura, associados à ASTM A320.

Na prática, nunca misture porca de baixa classe com parafuso de alta resistência. Em inox, atenção ao engripamento (galling): recomenda-se lubrificante adequado e velocidade de aperto controlada.

Qual o tipo de rosca usado em parafusos de flange?

Na parafusaria para flanges padrão ASME B16.5, as roscas são em polegadas, normalmente da série UNC até 1 polegada e da série 8UN (8 fios por polegada) para diâmetros acima disso, conforme ASME B1.1. O prisioneiro (stud bolt) com rosca total e duas porcas é a configuração mais comum, pois distribui melhor a carga e facilita a montagem em espaços restritos.

Em flanges em padrão métrico (como PN conforme EN 1092-1), utilizam-se roscas métricas ISO. Por isso, identificar o padrão do flange antes da compra evita retrabalho. Nossa abordagem é sempre confirmar a norma do flange antes de cotar o conjunto.

Como identificar e rastrear parafusos A193 e porcas A194?

A marcação é obrigatória e permite conferir o conjunto na obra. Em geral, o parafuso exibe a identificação do grau (por exemplo B7), o símbolo do fabricante e, quando aplicável, a marcação do material. A porca traz o grau (como 2H) e o símbolo do fabricante.

1. Verifique a marcação do grau no parafuso e na porca.
2. Confirme o símbolo do fabricante.
3. Compare com o certificado do lote, que deve ser do tipo 3.1 conforme a EN 10204 quando exigido pelo projeto.
4. Registre o lote na ordem de manutenção, garantindo rastreabilidade.
5. Segregue conjuntos de graus diferentes em locais identificados, evitando mistura no almoxarifado.

Como evitar vazamentos na montagem de juntas flangeadas?

Mesmo com o material correto, o procedimento de aperto define o desempenho da junta. A referência mais reconhecida é a ASME PCC-1, que orienta a montagem de juntas flangeadas aparafusadas.

Qual a sequência de aperto recomendada?

O aperto deve ser feito em cruz (padrão estrela), em etapas progressivas, e não de forma sequencial em círculo. Isso comprime a junta de forma uniforme e evita o desalinhamento das faces.

1. Limpe as roscas e as faces de contato, e verifique a junta de vedação.
2. Lubrifique roscas e superfícies de apoio das porcas com o lubrificante especificado.
3. Faça o aperto manual inicial de todos os parafusos.
4. Aplique cerca de 30% do torque final, em cruz.
5. Aplique cerca de 60% do torque final, em cruz.
6. Aplique 100% do torque final, em cruz.
7. Faça uma passada circular final com o torque total, para equalizar a carga.

O torque correto depende do diâmetro, do lubrificante, do tipo de junta e da carga alvo definida em projeto. Os percentuais acima são uma prática comum, mas o procedimento do projeto prevalece. Para mais detalhes sobre cálculo, veja o artigo sobre torque de aperto de parafusos em nosso blog.

Quais são os erros mais comuns na especificação de parafusos para flanges?

• Substituir B7 por parafuso comum de classe 8.8 ou inferior por falta de estoque.
• Usar B7 em serviço com H2S, sem avaliar a necessidade de B7M.
• Misturar porcas de grau diferente do exigido pela A194.
• Reutilizar prisioneiros que sofreram deformação, corrosão ou danos de rosca.
• Ignorar o revestimento: parafusos B7 costumam receber zincagem, fosfato ou revestimentos fluorados (como PTFE), que alteram o atrito e o torque necessário.
• Não lubrificar corretamente, resultando em carga de aperto diferente da calculada.
• Aceitar material sem certificado ou sem rastreabilidade do lote.

Como o revestimento afeta o desempenho do conjunto?

Parafusos B7 são normalmente fornecidos com acabamento para proteger contra corrosão atmosférica. As opções mais frequentes incluem zincagem, galvanização a fogo, fosfatização e revestimentos de fluoropolímero. Cada um tem coeficiente de atrito, espessura e comportamento distintos. A galvanização a fogo, por exemplo, exige atenção às tolerâncias de rosca, pois a camada de zinco é espessa. Em ambientes agressivos, avalie também o risco de fragilização por hidrogênio em aços de alta dureza submetidos a processos eletrolíticos, assunto abordado em outro artigo do nosso blog.

Para serviço marítimo, de saneamento ou químico, o inox B8M tende a ser mais indicado pela resistência a cloretos, desde que a resistência mecânica seja suficiente para o projeto.

Como a CRV Parafusos pode ajudar na compra de parafusos para flanges?

A escolha do grau, da porca, do revestimento e da quantidade exige conhecimento técnico e atenção à rastreabilidade. Uma especificação clara reduz risco de parada e custo de retrabalho. Informe ao fornecedor a norma do flange, o diâmetro nominal, a classe de pressão, a temperatura, o fluido e o ambiente, para que a cotação já considere o conjunto correto.

Dica de gestão: padronize os conjuntos mais usados na planta e mantenha estoque de segurança dos itens críticos para paradas programadas. Isso diminui o risco de ruptura de estoque no momento da manutenção.

Perguntas frequentes sobre parafusos para flanges

Precisa de parafusos, prisioneiros e porcas para flanges com rastreabilidade? Conheça o portfólio da CRV Parafusos em www.crvparafusos.com.br ou fale com nossa equipe técnica para receber uma cotação.