Hvad er flanger?

● Introduktion til flanger

En rørflange forbinder rør og komponenter i et rørsystem ved brug af boltede forbindelser og pakninger. De mest almindeligt anvendte flanger er svejsehalsflange, slip-on-flange, blindflange, muffesvejseflange, gevindflange og overlapningsflange (RTJ-flange). Denne type forbindelse i en rørflange giver mulighed for nem adskillelse og adskillelse til reparation og regelmæssig vedligeholdelse. Den mest almindelige specifikation for kulstofstål og rustfri stålflange er ANSI B16.5 / ASME B16.5.

Metalflanger er almindeligt anvendt til industriel, kommerciel og institutionel anvendelse. Stålrørsflanger fås i forskellige stilarter og trykklasser. Metalflanger er klassificeret fra 150 til 2500 # rating. Ud over at specificere trykklasse kræver visse flanger såsom svejsehalsflange og muffesvejseflange også specificering af rørskemaet. Dette sikrer, at rørboringen passer til boringen i svejsehalsen eller muffesvejseflangen.

SSM tilbyder en bred vifte af rørflanger i kulstofstål, rustfrit stål og nikkellegering. Vi kan også levere specielle flanger såsom lang svejsehalsflange, specialmaterialeanmodning og højtydende rørflanger.

Klassificering af flanger udføres på flere alternative måder som følger;

● Baseret på rørtilslutning

Flanger kan klassificeres baseret på metoden til fastgørelse til rørene som nedenfor;

● Svejsehalsflange

En svejsehalsflange (også kaldet en 'svejsehalsflange') er velkendt for sit lange tilspidsede nav, som giver mekanisk styrke (nyttigt til at modstå 'dishing' og 'buing'). Svejsehalsflanger er flanger med høj integritet og fås i alle størrelser, alle almindelige fladetyper (flade, hævede, RTJ) og alle klasser. På grund af navets styrke og svejsningens integritet er denne type flange velegnet til anvendelser med forhøjet temperatur og tryk.

● Slip-on flanger

Slip-on flanger, også kendt som 'hubbed flanger', har et nav med en meget lav profil. Denne type flange forbindes normalt til et rør med en eller to filetsvejsninger (en uden for flangen og en inde i flangen), men det er dog muligt kun at bruge en enkelt svejsning. Slip-on flanger produceres i mange størrelser og foretrækkes til applikationer med lavere tryk (ASME klasse mindre end eller lig med 600). En slip-on flanges boringsstørrelse (indvendig diameter) er større end forbindelsesrørets, hvilket gør det muligt for den at glide/glide på røret (glide på røret). Der er ingen fuld penetreringssvejsning mellem røret og flangen, så der er begrænsninger for dets anvendelse på grund af lavere svejseintegritet.

● Sokkelsvejseflanger

Muffesvejseflanger har en muffe, hvori et rør er indsat; røret er sikret med en filetsvejsning placeret på ydersiden af ​​flangenavet. En væsentlig ulempe ved denne type flange er, at den ikke betragtes som en samling med høj integritet, fordi svejsningen er svær at bevise; fatningssvejseflanger er derfor kun egnede til lave til mellemklasser (mindre end eller lig med ASME 600). På grund af deres lavere integritet og uegnethed til brug ved højere tryk, har muffesvejseflanger næsten altid flade eller hævede flader. Muffesvejseflanger er designet til små nominelle rørstørrelser (mindre end eller lig med 4 tommer, mindre end eller lig med 10 cm) og er almindelige for ½ til 2- tommer rørstørrelser (1,3 til 5 cm rørstørrelser). Den mekaniske styrke af en muffesvejseflange svarer til en slip-on-flange, men slip-on-flangen kan bruge to svejsninger.

● Gevindflange

Gevindflangedesignet (også kaldet en 'skruet flange') bruger et skruegevind til at forbinde flangen med et rør. Et hangevind skæres på en rørende, mens et hungevind skæres ind i flangens boring; hangevindrøret skrues derefter ind i hungevindflangen.

Selvom det gevindskårne flangedesign er tilgængeligt i mange størrelser og trykklassificeringer, bruges det hovedsageligt til små rørsystemer, dvs. mindre end eller lig med 4 tommer. Dens brug er også typisk begrænset til ikke-giftige systemer, lavtrykssystemer og lavtemperatursystemer. ½ tomme til 2-inch størrelse gevindflanger er meget mere almindelige end størrelser på 2 tommer og derover. På grund af deres applikationer med lavere tryk bruger gevindflanger kun flade og hævede flader. De er ikke egnede til anvendelse ved høje temperaturer, fordi gevindgeometrien vil forvrænge, ​​hvilket ofte fører til lækage.

● Blind flange

En blindflange (også kaldet en 'lukkepladeflange') er installeret for enden af ​​et rørsystem for at afslutte et rør. Den har intet centerhul (boring), så der er ingen strømning gennem flangen. En blindflange kan bruges til at isolere et rør, en ventil eller en trykbeholder. Denne type flange er tilgængelig i alle størrelser og klasser og kan bruge en flad, hævet eller ringformet samlingsflade.

En blindflange kan erstatte en stumpsvejsehætte i tilfælde af, at en forlængelse af rørledningen er påkrævet, eller i tilfælde af en rørinspektion er påkrævet (fjern blindflangen for at få adgang til rørets indre). Denne type flange kan også bruges som stangadgangspunkt på afløbssystemer. Afhængigt af anvendelsen kan en blindflange bores og bruges som slip-on flange, eller tappes og bruges som gevindflange.

● Lap Joint Flange (LJF)

En lapledsflange (LJF) er en samling af to elementer, der involverer en stumpende og en lapledsringflange (også kaldet en 'lapledsflange'). For at være teknisk korrekt, er stumpenden ikke en del af en overlapningssamlingsflange. En overlapningsflange bruges dog altid i forbindelse med en stubende, så begge dele omtales ofte samlet som en "overlapningsflange". På grund af deres design har overlapningsflanger altid en flad overflade med en glat overflade. Men når den kombineres med stumpenden, hæves den resulterende tætningsflade. Dette sker, fordi studsendens tætningsflade er over flangens boltningsplan. Overlapningsflangen har ingen tætningsflade, kun stumpenden har tætningsfladen. Tætningsfladen på en stumpende kan være glat, savtakket eller rillet for at muliggøre en ringtypesamling.

For at samle en overlapningsringflange og studsende skal studsenden glide ind i boringen af ​​flangeringen og derefter stumpsvejses til røret. Den ene side af studsenden danner tætningsfladen, mens den modsatte/bagside af studsenden presser mod overlappens flangering (når flangen er samlet). Flangeringen kan frit rotere, efter at stumpenden er svejset til røret, dette skyldes, at den ikke er fysisk forbundet med stubsenden. Når først flangesamlingen er blevet samlet, er overlapningsringen ikke længere fri til at rotere.

Andre flangetyper, som mange ingeniører vil støde på, er han- og hun- og fjer- og nottyper. Mindre almindelige typer omfatter åbnings-, ekspander-, reducerende og lange svejsehalsflangedesign.

Flangeender kan skrues, svejses eller overlappes (metal til metal-kontakt) til deres tilhørende rør.

Oversigt over flangetyper

Nogle vigtige oplysninger om flangetyper er samlet i nedenstående tabel. Selvom ASME-standarder er citeret i tabellen, er alternative internationale og nationale standarder tilgængelige (DIN, EN osv.). ASME er dog den mest accepterede rørstandardorganisation, og af denne grund er dens standarder blevet citeret.

I nedenstående tabel angiver kolonnen 'Flader' den sædvanlige tætningsflade valgt pr. flangetype. Der kan dog være undtagelser fra reglen afhængigt af flangetypen. Tabellen bør behandles som en generel oversigtstabel, mens specifikke oplysninger bør søges i relevante standarder.

● Baseret på Facing

Der er tre almindelige typer flangeflader, den almindelige/flade, hævede og ringformede samling (RTJ). Der findes andre typer flangeflader, primært Tongue-and-Groove (T&G), Lap Joint og Male-and-Female (M&F), men disse er mindre populære. Rørstandarder definerer den nøjagtige geometri, dimensioner, materiale og overfladefinish af en flangeflade.

Flangerne kan også klassificeres baseret på beklædningerne som nedenfor:

● Hævet ansigtsflange (RF)

En forhøjet flade (RF) flange har en cirkulær formet tætningsflade, der rager ud fra flangens boltecirkelplan. Hævede flanger fås i alle trykklasser og dermed til en lang række tryk- og temperaturklassificeringer. RF-flanger er den mest almindelige type flange, der anvendes i olie- og gas- og kemisk industri.

RF-flanger bruger takkede tætningsflader med ikke-metalliske eller semi-metalliske pakninger. Tætningsfladen på en RF-flange er fra flangens indvendige diameter til den udvendige diameter af den hævede flade. En typisk pakning til RF-flanger ville være en sammensætningspakning af grafitstål med en temperaturklassificering på op til 400⁰C (750⁰F) og en trykklassificering på op til 250 bar (3.625 psi).

Højden af ​​den hævede flade over boltefladeplanet er dikteret af flangens klasse og den standard, den er taget fra. For ASME B16.5-standarden har stålflanger i klasse 150 og 300 en forhøjet fladehøjde på 1/16 tomme (1,6 mm); stålflanger, der overstiger klasse 300, bruger en 1/4 tomme (6,4 mm) hævet flade. I en ideel verden ville højden af ​​et hævet ansigt stige, efterhånden som klassen øges, men dette forekommer ikke i de fleste standarder; det er dog en logisk generalisering.

●Fladfladeflange (FF)

Flanger (FF) bruger ikke-metalliske pakninger (bløde pakninger) og bør altid have en takket tætningsflade. Denne type flange er velegnet til lavtryksanvendelser og bruges til trykklasse 125 og 250.

Pakninger monteres direkte på den forreste tætningsflade af flangebladet, dvs. i samme plan som boltecirkelfladen. Pakningstætningsområdet er fra den indre flangediameter til den ydre flangediameter. Typiske bløde pakningsmaterialer er normalt klassificeret til 100⁰C (212⁰F) og ikke mere end 20 bar (290 psi) tryk. Fordi flade flanger bruger så stort et tætningsområde, er de lavet til at passe. Fladfladeflangepakninger kan ikke rotere, når de først er installeret på grund af bolthullets gennemtrængning gennem pakningen. På grund af tætningsfladens store størrelse er flade flanger modstandsdygtige over for mekanisk forvrængning (bøjning, bøjning osv.).

Fladfladeflanger bør aldrig sammenkobles med hævede fladeflanger, især hvis den hævede fladeflange er fremstillet af et hårdere materiale.

● Ringtypesamling (RTJ)

Ring-type joint (RTJ) flanges are a variation of the raised face flange design. RTJ flanges are typically used for more severe applications, particularly for high pressure systems, and/or high temperature systems (>750⁰C / 1.382⁰F). Det er muligt at anvende RTJ flanger på tværs af alle trykklasser, men de bruges typisk til klasse 900 og derover.

Forskellen mellem en RTJ-flange og en hævet fladeflange er den måde, hvorpå en tætning opnås. Metalpakninger (hårde) bruges med RTJ-flanger, mens forhøjede pakninger bruger bløde eller semi-metalliske pakninger. Der er tre hovedringtype samlingsgrupper, disse er R, RX og BX; vi vil fokusere på R-type leddet, fordi det er langt det mest almindelige.

R-type RTJ-pakninger er cirkulære i form med en oval eller ottekantet profil/krop; den ottekantede profil opnår den mest effektive tætning og er det mere moderne design. En rille er bearbejdet i forsiden af ​​en RTJ-flange, og den tilhørende pakning er installeret i denne rille. Når flangen er samlet, komprimerer de to sammenpassende flader pakningen, indtil den deformeres, og der dannes en metal-til-metal-tætning. Hvis flangen er monteret korrekt, bør de to matchende RTJ-flanger ikke komme i fysisk kontakt med hinanden.

RTJ-pakninger er ofte fremstillet af et materiale, der er lidt blødere end flangens. Fordi pakningsmaterialet er blødere, deformeres det ved et lavere tryk end flangen, hvilket sikrer, at det er pakningen, der deformeres for at få tætningen til i stedet for at flangen deformeres omkring pakningen.

● Tongue and Groove (T/G)

Den ene flangeflade har en hævet ring (tunge) bearbejdet på flangefladen, mens den tilhørende flange har en matchende fordybning (Rille) bearbejdet ind i dens flade. Tunge- og notfladerne på disse flanger skal matches. Not-og-not-belægninger er standardiseret i både store og små typer. De adskiller sig fra han-og-hun ved, at de indvendige diametre af fer-og-noten ikke strækker sig ind i flangebunden, og dermed fastholder pakningen på dens indvendige og ydre diameter. Disse findes almindeligvis på pumpedæksler og ventilkapper. Finger-og-not-samlinger har også en fordel ved, at de er selvjusterende og fungerer som et reservoir for klæberen. Tørklædeleddet holder belastningsaksen på linje med leddet og kræver ikke en større bearbejdning.

● Mand og kvinde (M/K)

Med denne type skal flangerne også matches. En flangeflade har et område, der strækker sig ud over den normale flangeflade (Han). Den anden flange eller tilhørende flange har en matchende fordybning (hun) bearbejdet i dens ansigt. Det kvindelige ansigt er 3/16-tommer dybt, det mandlige ansigt er 1/4-tommer højt, og begge er glatte. Den ydre diameter af hunfladen virker til at lokalisere og fastholde pakningen. Brugerdefinerede han- og hunbeklædninger findes almindeligvis på varmevekslerskallen for at kanalisere og dække flanger. Det kvindelige ansigt og det mandlige ansigt er glatte. Den ydre diameter af hunfladen virker til at lokalisere og fastholde pakningen.

Flangefladeoversigt

Nedenstående tabel opsummerer karakteristika for de tre mest almindelige flangeflader.

● Baseret på ansigtsfinish

Flangefladen er det område, hvor tætningselementet (pakningen) er installeret. De mest almindelige flangeflader er glatte og takkede. Flade (FF) flangeoverflader og forhøjede (RF) flangeoverflader kræver savtakning, hvis de er bygget efter industristandarder.

● Lagerfinish

Den mest udbredte af enhver flangeoverfladefinish, fordi praktisk talt er velegnet til alle almindelige driftsforhold. Under komprimering vil den bløde flade fra en pakning indlejres i denne finish, hvilket hjælper med at skabe en tætning, og der genereres et højt niveau af friktion mellem de parrende overflader. Finishen til disse flanger genereres af et 1,6 mm radius rundnæset værktøj med en fremføringshastighed på 0,8 mm pr. omdrejning op til 12 tommer. For størrelser 14 tommer og større er finishen lavet med 3,2 mm rundnæset værktøj ved en fremføring på 1,2 mm pr. omdrejning.

● Glat finish

Denne finish viser ingen visuelt synlige værktøjsmarkeringer. Disse finish bruges typisk til pakninger med metalbeklædning såsom dobbeltkappet, fladt stål og korrugeret metal. De glatte overflader passer sammen for at skabe en forsegling og afhænger af fladheden af ​​de modstående flader for at opnå en forsegling. Dette opnås typisk ved at have pakningens kontaktflade dannet af en kontinuerlig (nogle gange kaldet fonografisk) spiralrille genereret af et {{0}},8 mm radius rundnæset værktøj med en fremføringshastighed på {{5} },3 mm pr. omdrejning med en dybde på 0,05 mm. Dette vil resultere i en ruhed mellem Ra 3,2 og 6,3 mikrometer (125 – 250 mikrotommer).

● Takket finish

Dette er også en kontinuert eller fonografisk spiralrille, men den adskiller sig fra standardfinishen ved, at rillen typisk er genereret ved hjælp af et 90-grader-værktøj, som skaber en "V"-geometri med 45 graders vinklet savtakning. De takker, der er tilvejebragt på beklædningen, kan være koncentriske eller spiralformede (fonografiske). Koncentriske takker insisteres på overfladefinish, når væsken, der transporteres, har meget lav densitet og kan finde en lækagevej gennem hulrummet. Tætningen er angivet med tallet, som er den aritmetiske gennemsnitlige ruhedshøjde (AARH). Dette er det aritmetiske gennemsnit af de absolutte værdier af målte profilhøjdeafvigelser taget inden for prøveudtagningslængden og målt fra den grafiske midterlinje.

De glatte flanger er specificeret, når metalliske pakninger er specificeret, og takket finish leveres, når en ikke-metallisk pakning leveres.

Egnede ruhedsværdier

Industristandarder dikterer passende ruhedsværdier, følgende er taget fra ASME B16.5-standarden:

● Baseret på konstruktionsmateriale

Flangerne er normalt smedet undtagen i meget få tilfælde, hvor de er fremstillet af plader. Når plader anvendes til fremstilling, skal de være af svejsbar kvalitet. ASME B16.5 tillader kun reducerende flanger og blindflanger at blive fremstillet af plade. De konstruktionsmaterialer, der normalt anvendes, er som følger;

● Baseret på tryk-temperaturvurdering

Flangerne er også klassificeret efter tryktemperaturklassificeringen i ASME B 16.5 som nedenfor;

150#

300#

400#

600#

900#

1500#

2500#

Tryktemperaturklassificeringsdiagrammer i standard ASME B 16.5 angiver det stødfrie arbejdsmåletryk, som flangen kan udsættes for ved en bestemt temperatur. Flenger kan modstå forskellige tryk ved forskellige temperaturer. Når temperaturen stiger, falder flangens trykklassificering. Den angivne trykklasse på 150#, 300# osv. er de grundlæggende klassifikationer, og flangerne kan modstå højere tryk ved lavere temperaturer. ASME B 16.5 angiver de tilladte tryk for forskellige konstruktionsmaterialer i forhold til temperaturen. ASME B16.5 anbefaler ikke brugen af ​​150# flanger over 400 grader F (200 grader). Trykklassen eller vurderingen for flanger vil blive angivet i pund. Forskellige navne bruges til at angive en trykklasse. For eksempel: 150 Lb eller 150 Lbs eller 150# eller Klasse 150, alle betyder det samme.

● KONKLUSION

Du kan skelne fra ovenstående forskellige typer flanger, fremstilling og ydeevne. Du kan vælge den rigtige stålflange fremstillet af forskellige materialer som rustfrit stål, lavlegeret stål, kulstofstål, dupleksstål eller mange flere.

Det er afgørende at vælge den rigtige flange med det rigtige materiale og kende de elementer, den står over for under påføringen, der bruger rørmetoden. Vi håber, at denne blog vil hjælpe dig med at identificere de vigtigste ting, før du køber flanger.