Ce este o flanșă?
Flanșă pe scurt, doar un termen general, se referă de obicei la un corp metalic similar în formă de disc pentru a deschide câteva orificii fixe, folosit pentru a conecta alte lucruri. Acest tip de obiect este utilizat pe scară largă în mașini, așa că arată puțin ciudat, atâta timp cât este cunoscut sub numele de flanșă, numele său derivă din engleza „flanșă”. Astfel, țeava și piesele de interconectare ale țevii sunt conectate la capătul țevii, flanșa are o deschidere, șuruburile fac ca cele două flanșe să fie strâns conectate, între flanșă fiind o garnitură de etanșare.
Flanșa este o piesă în formă de disc, cea mai comună în ingineria conductelor, flanșele fiind utilizate în perechi.
În ceea ce privește tipurile de conexiuni cu flanșă, există trei componente:
- Flanșe pentru țevi
- Garnitură
- Conexiune cu șurub
În majoritatea cazurilor, există un material specific pentru garnitură și șuruburi, fabricat din același material ca și componenta flanșei țevii. Cele mai comune flanșe sunt flanșele din oțel inoxidabil. Flanșele, pe de altă parte, sunt disponibile într-o varietate de materiale pentru a se potrivi cerințelor șantierului. Unele dintre cele mai comune materiale pentru flanșe sunt monel, inconel și crom-molibden, în funcție de cerințele reale ale șantierului. Cea mai bună alegere a materialului ar trebui să depindă de tipul de sistem în care doriți să utilizați o flanșă cu cerințe specifice.
7 tipuri comune de flanșe
Există diverse tipuri de flanșe care pot fi selectate în funcție de cerințele șantierului. Pentru a se potrivi designului ideal al flanșei, trebuie asigurată o funcționare fiabilă, precum și o durată lungă de viață și trebuie luat în considerare cel mai potrivit preț.
1. flanșă filetată:
Flanșele filetate, care au un filet în alezajul flanșei, sunt prevăzute cu filete exterioare pe fiting. Conexiunea filetată este menită aici să evite sudarea în toate cazurile. Aceasta este conectată în principal prin filete potrivite cu țeava care urmează să fie instalată.
2. Flanșe sudate cu mufă
Acest tip de flanșă este de obicei utilizat pentru țevi mai mici, unde diametrul regiunii de temperatură și presiune joasă este caracterizat de o conexiune în care țeava este plasată în interiorul flanșei pentru a asigura o conexiune cu o sudură de colț cu o singură rută sau mai multe rute. Acest lucru evită constrângerile asociate cu capetele filetate în comparație cu alte tipuri de flanșe sudate, simplificând astfel instalarea.
3. Flanșe suprapuse
O flanșă suprapusă este un tip de flanșă care necesită ca capătul mufei să fie sudat cap la cap la un fiting pentru a fi utilizat cu o flanșă de susținere pentru a forma o conexiune cu flanșă. Acest design a făcut ca această metodă să fie populară într-o varietate de sisteme unde spațiul fizic este limitat, unde este necesară demontarea frecventă sau unde este necesar un grad ridicat de întreținere.
4. Flanșe glisante
Flanșele glisante sunt foarte comune și sunt disponibile într-o gamă largă de dimensiuni pentru a se potrivi sistemelor cu debite și randamente mari. Simpla potrivire a flanșei cu diametrul exterior al țevii face ca instalarea conexiunii să fie foarte ușoară. Instalarea acestor flanșe este puțin tehnică, deoarece necesită sudură în colț pe ambele părți pentru a fixa flanșa pe țeavă.
5. Flanșe oarbe
Aceste tipuri de flanșe sunt potrivite pentru terminarea sistemelor de conducte. Placa oarbă are forma unui disc gol care poate fi fixat cu șuruburi. Odată ce acestea sunt instalate corect și combinate cu garnitura corectă, permit o etanșare excelentă și sunt ușor de îndepărtat atunci când este necesar.
6. Flanșe cu gât sudat
Flanșele cu gât sudat sunt foarte similare cu flanșele suprapuse, dar necesită sudură cap la cap pentru instalare. Integritatea performanței acestui sistem și capacitatea sa de a fi îndoit de mai multe ori și utilizat în sisteme de înaltă presiune și temperatură ridicată îl fac alegerea principală pentru conductele de proces.
7. Flanșe speciale
Acest tip de flanșă este cel mai familiar. Cu toate acestea, există o gamă largă de tipuri de flanșe specializate suplimentare disponibile pentru a se potrivi unei varietăți de utilizări și medii. Există diverse alte opțiuni, cum ar fi flanșe Nipo, flanșe Weldo, flanșe de expansiune, orificii, gâturi lungi de sudură și flanșe reductoare.
5 tipuri speciale de flanșe
1. WeldoF.lange
Flanșa Weldo este foarte similară cu flanșa Nipo, deoarece este o combinație de flanșe sudate cap la cap și conexiuni de ramificare. Flanșele Weldo sunt fabricate dintr-o singură bucată de oțel forjat solid, în loc ca piesele individuale să fie sudate împreună.
2. Flanșă Nipo
Flanșa Nipo este o țeavă ramificată înclinată la un unghi de 90 de grade, este un produs fabricat prin combinarea flanșelor sudate cap la cap cu Nipolet forjat. Deși flanșa Nipo este considerată a fi o singură piesă robustă de oțel forjat, nu se înțelege că este vorba de două produse diferite sudate împreună. Instalarea flanșei Nipo constă în sudarea la porțiunea Nipolet a echipamentului pentru a ghida țeava și fixarea cu șuruburi a porțiunii flanșei la flanșa țevii de către echipa de instalații.
Este important de știut că flanșele Nipo sunt disponibile în diverse tipuri de materiale, cum ar fi carbon, oțeluri carbon pentru temperaturi ridicate și joase, oțeluri inoxidabile și aliaje de nichel. Flanșele Nipo sunt fabricate în mare parte cu o fabricație ranforsată, ceea ce le conferă o rezistență mecanică suplimentară în comparație cu flanșele Nipo standard.
3. Elboflange și Latroflange
Elboflange este cunoscută ca o combinație de flanșă și Elbolet, în timp ce Latroflange este cunoscută ca o combinație de flanșă și Latrolet. Flanșele cu cot sunt utilizate pentru ramificarea țevilor la un unghi de 45 de grade.
4. Flanșe inelare pivotante
Aplicarea flanșelor inelare pivotante are ca scop facilitarea alinierii găurilor de șuruburi dintre două flanșe pereche, ceea ce este util în multe situații, cum ar fi instalarea de conducte cu diametru mare, conducte submarine sau offshore și medii similare. Aceste tipuri de flanșe sunt potrivite pentru fluide solicitante în petrol, gaze, hidrocarburi, apă, substanțe chimice și alte aplicații petrochimice și de gestionare a apei.
În cazul conductelor cu diametru mare, țeava este prevăzută cu o flanșă standard sudabilă cap la cap la un capăt și o flanșă pivotantă la celălalt. Aceasta funcționează prin simpla rotire a flanșei pivotante pe conductă, astfel încât operatorul să realizeze alinierea corectă a găurilor șuruburilor într-un mod foarte ușor și rapid.
Unele dintre standardele majore pentru flanșele inelare pivotante sunt ASME sau ANSI, DIN, BS, EN, ISO și altele. Unul dintre cele mai populare standarde pentru aplicații petrochimice este ANSI sau ASME B16.5 sau ASME B16.47. Flanșele pivotante sunt flanșe care pot fi utilizate în toate formele standard comune ale flanșelor. De exemplu, gâturi sudate, îmbinări glisante, îmbinări suprapuse, suduri cu mufă etc., în toate gradele de materiale, într-o gamă largă de dimensiuni de la 3/8" la 60", și presiuni de la 150 la 2500. Aceste flanșe pot fi fabricate cu ușurință din oțel carbon, aliaj și oțel inoxidabil.
5. Flanșe de expansiune
Flanșele de expansiune sunt utilizate pentru a mări dimensiunea alezajului unei țevi dintr-un punct în altul, pentru a conecta țeava la orice alt echipament mecanic, cum ar fi pompe, compresoare și valve, care au dimensiuni de intrare diferite.
Flanșele de expansiune sunt de obicei flanșe sudate cap la cap, având o gaură foarte mare la capătul fără flanșă. Acestea pot fi utilizate pentru a adăuga doar una sau două dimensiuni sau până la 4 inci la alezajul țevii. Aceste tipuri de flanșe sunt preferate combinației de reducții sudate cap la cap și flanșe standard, deoarece sunt mai ieftine și mai ușoare. Unul dintre cele mai comune materiale utilizate pentru flanșele de expansiune este A105 și oțelul inoxidabil ASTM A182.
Flanșele de expansiune sunt disponibile în clase de presiune și dimensiuni conforme cu specificațiile ANSI sau ASME B16.5, fiind disponibile în principal convexe sau plate (RF sau FF). Flanșele de reducere, cunoscute și sub denumirea de flanșe reductoare, au exact funcția opusă flanșelor de expansiune, adică sunt utilizate pentru a reduce dimensiunea alezajului unei țevi. Diametrul alezajului unui segment de țeavă poate fi redus cu ușurință, dar nu cu mai mult de 1 sau 2 dimensiuni. Dacă se încearcă reducerea dincolo de această valoare, trebuie utilizată o soluție bazată pe o combinație de reductoare sudate cap la cap și flanșe standard.
Dimensionarea flanșelor și considerații comune
Pe lângă designul funcțional al unei flanșe, dimensiunea acesteia este factorul cel mai probabil care influențează alegerea flanșei la proiectarea, întreținerea și actualizarea unui sistem de conducte. În schimb, trebuie luată în considerare interfața flanșei cu conducta și garniturile utilizate pentru a asigura dimensionarea corectă. Pe lângă acestea, câteva considerații comune sunt următoarele:
- Diametrul exterior: Diametrul exterior este distanța dintre două muchii opuse ale feței flanșei.
- Grosime: Grosimea se măsoară de la exteriorul jantei.
- Diametrul cercului șuruburilor: Aceasta este distanța dintre găurile relative ale șuruburilor, măsurată de la centru la centru.
- Dimensiunea țevii: Dimensiunea țevii este dimensiunea corespunzătoare flanșei.
- Alezaj nominal: Alezajul nominal este dimensiunea diametrului interior al conectorului cu flanșă.
Clasificarea flanșelor și nivelul de serviciu
Flanșele sunt clasificate în principal după capacitatea lor de a rezista la diferite temperaturi și presiuni. Sunt desemnate prin utilizarea literelor sau sufixelor „#”, „lb” sau „class”. Acestea sunt sufixe interschimbabile și variază, de asemenea, în funcție de regiune sau furnizor. Clasificările comune cunoscute sunt enumerate mai jos:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
Aceleași toleranțe de presiune și temperatură variază în funcție de materialul utilizat, de designul flanșei și de dimensiunea flanșei. Cu toate acestea, singura constantă este presiunea nominală, care scade pe măsură ce temperatura crește.
Tipul feței flanșei
Tipul feței de flanșă este, de asemenea, o caracteristică foarte importantă, care are un impact semnificativ asupra performanței finale și a duratei de viață a flanșei. Prin urmare, mai jos sunt analizate câteva dintre cele mai importante tipuri de fețe de flanșă:
1. Flanșă plată (FF)
Suprafața garniturii unei flanșe plate se află în același plan cu suprafața cadrului șurubat. Produsele care utilizează flanșe plate sunt de obicei cele fabricate cu matrițe care se potrivesc cu flanșa sau capacul flanșei. Flanșele plate nu trebuie plasate pe flanșe laterale inversate. ASME B31.1 prevede că la îmbinarea flanșelor plate din fontă cu flanșe din oțel carbon, fața ridicată de pe flanșele din oțel carbon trebuie îndepărtată și este necesară o garnitură completă. Acest lucru are rolul de a preveni stropirea flanșelor mici și fragile din fontă în golul format de nasul ridicat al flanșei din oțel carbon.
Acest tip de față de flanșă este utilizat la fabricarea echipamentelor și valvelor pentru toate aplicațiile în care se produce fontă. Fonta este mai fragilă și este de obicei utilizată numai pentru aplicații la temperatură joasă și presiune joasă. Fața plană permite ambelor flanșe să facă contact complet pe întreaga suprafață. Flanșele plate (FF) au o suprafață de contact de aceeași înălțime cu filetul șuruburilor flanșei. Șaibele cu față completă sunt utilizate între două flanșe plate și sunt de obicei moi. Conform ASME B31.3, flanșele plate nu trebuie îmbinate cu flanșe ridicate din cauza potențialului de scurgeri din îmbinarea cu flanșă rezultată.
2. Flanșă cu față ridicată (RF)
Flanșa cu față ridicată este cel mai comun tip utilizat în aplicațiile de fabricație și este ușor de recunoscut. Se numește convexă deoarece fața garniturii este situată deasupra feței inelului șurubului. Fiecare tip de suprafață necesită utilizarea mai multor tipuri de garnituri, inclusiv o varietate de inele plate și compozite metalice, cum ar fi formele spiralate și cu manta dublă.
Flanșele RF sunt proiectate pentru a concentra o presiune suplimentară pe o suprafață mai mică a garniturii, îmbunătățind astfel controlul presiunii îmbinării. Diametrele și înălțimile în funcție de nivelul de presiune și diametru sunt descrise în ASME B16.5. Nivelul de presiune al flanșei specifică înălțimea feței care este ridicată. Flanșele RF sunt destinate să concentreze o presiune suplimentară pe o suprafață mai mică a garniturii, crescând astfel capacitatea de control al presiunii îmbinării. Diametrele și înălțimile în funcție de clasa de presiune și diametru sunt descrise în ASME B16.5. Clasele de presiune ale flanșelor.
3. Flanșă inelară (RTJ)
Când este necesară o etanșare metal-metal între flanșele pereche (ceea ce este condiția pentru aplicațiile de înaltă presiune și temperatură ridicată, adică peste 700/800 C°), se utilizează flanșa cu îmbinare inelară (RTJ).
Flanșa îmbinării inelare are o canelură circulară care găzduiește garnitura îmbinării inelare (ovală sau dreptunghiulară).
Când două flanșe ale îmbinării inelare sunt înșurubate împreună și apoi strânse, forța aplicată a șurubului deformează garnitura în canelura flanșei, creând o etanșare metal-metal foarte strânsă. Pentru a realiza acest lucru, materialul garniturii îmbinării inelare trebuie să fie mai moale (mai ductil) decât materialul flanșelor.
Flanșele RTJ pot fi etanșate cu garnituri RTJ de diferite tipuri (R, RX, BX) și profile (de exemplu, octogonale/eliptice pentru tipul R).
Cea mai comună garnitură RTJ este tipul R cu secțiune transversală octogonală, deoarece asigură o etanșare foarte puternică (secțiunea transversală ovală este tipul mai vechi). Cu toate acestea, designul cu „canal plat” acceptă ambele tipuri de garnituri RTJ cu secțiune transversală octogonală sau ovală.
4. Flanșe cu limbă și canelură (T și G)
Două flanșe cu limbă și canelură (fețe T și G) se potrivesc perfect: o flanșă are un inel în relief, iar cealaltă are caneluri unde se potrivesc ușor (limba intră în canelură și etanșează îmbinarea).
Flanșele cu limbă și canelură sunt disponibile în dimensiuni mari și mici.
5. Flanșe mascul și femelă (M și F)
Similar flanșelor cu limbă și canelură, flanșele mascul și femelă (tipurile cu față M și F) se potrivesc între ele.
O flanșă are o zonă care se extinde dincolo de suprafața sa, flanșa mascul, iar cealaltă flanșă are adâncituri corespondente prelucrate în suprafața orientată, flanșa femelă.
Finisajul suprafeței flanșei
Pentru a asigura o potrivire perfectă a flanșei cu garnitura și flanșa de contact, suprafața flanșei necesită un anumit grad de rugozitate (doar pentru finisajele flanșelor RF și FF). Tipul de rugozitate al suprafeței flanșei definește tipul de „finisaj al flanșei”.
Tipurile comune sunt fețele standard, zimțate concentrice, zimțate spiralat și cu flanșă netedă.
Există patru finisaje de suprafață de bază pentru flanșele din oțel, însă scopul comun al oricărui tip de finisaj al suprafeței flanșei este de a produce rugozitatea dorită pe suprafața flanșei pentru a asigura o potrivire solidă între flanșă, garnitură și flanșa de cuplare pentru a oferi o etanșare de calitate.
Data publicării: 08 oct. 2023