Hvad er en flange?
Flange er en generel betegnelse, der normalt refererer til et lignende skiveformet metallegeme, der har et par faste huller, som bruges til at forbinde andre ting. Denne type ting er meget udbredt i maskiner, så det ser lidt mærkeligt ud. Så længe det er kendt som en flange, er navnet afledt af det engelske ord flange. Således forbinder røret og røret dele, der er forbundet til enden af røret, har flangen en åbning, skruer for at lave de to flanger tæt forbundet, mellem flangen med en pakning.
Flangen er en skiveformet del, den mest almindelige inden for rørledningsteknik, og flanger bruges parvis.
Med hensyn til typerne af flangeforbindelser er der tre komponenter:
- Rørflanger
- Pakning
- Boltforbindelse
I de fleste tilfælde findes der et specifikt paknings- og boltmateriale, der er lavet af samme materiale som rørflangekomponenten. De mest almindelige flanger er flanger af rustfrit stål. Flanger fås derimod i en række forskellige materialer for at matche dem til stedets krav. Nogle af de mest almindelige flangematerialer er monel, inconel og krommolybdæn, afhængigt af de faktiske krav på stedet. Det bedste materialevalg bør afhænge af den type system, hvor du ønsker at bruge en flange med specifikke krav.
7 almindelige typer flanger
Der findes forskellige typer flanger, der kan vælges i henhold til stedets krav. For at matche designet af den ideelle flange skal pålidelig drift samt lang levetid sikres, og den mest passende pris bør overvejes.
1. gevindflange:
Gevindflanger, som har et gevind i flangeboringen, er monteret med udvendigt gevind på fittingen. Gevindforbindelse er her ment for at undgå svejsning i alle tilfælde. Den forbindes primært med matchende gevind til det rør, der skal installeres.
2. Svejseflanger med muffe
Denne type flange bruges normalt til mindre rør, hvor diameteren af lavtemperatur- og lavtryksområdet er karakteriseret ved en forbindelse, hvor røret placeres inde i flangen for at sikre en forbindelse med en enkelt- eller flervejskantsvejsning. Dette undgår de begrænsninger, der er forbundet med gevindskårne ender sammenlignet med andre svejsede flangetyper, hvilket gør installationen enkel.
3. Overlapningsflanger
En overlapflange er en type flange, der kræver, at stuppenden stuksvejses til en fitting for at kunne bruges sammen med en støtteflange til at danne en flangeforbindelse. Dette design har gjort denne metode populær i en række systemer, hvor fysisk plads er begrænset, eller hvor hyppig demontering er påkrævet, eller hvor en høj grad af vedligeholdelse er påkrævet.
4. Glideflanger
Glideflanger er meget almindelige og fås i en bred vifte af størrelser, der passer til systemer med høje flowhastigheder og gennemløb. Ved blot at matche flangen til rørets udvendige diameter bliver forbindelsen meget nem at installere. Installation af disse flanger er lidt teknisk, da det kræver kantsvejsning på begge sider for at fastgøre flangen til røret.
5. Blindflanger
Disse typer flanger er velegnede til afslutning af rørsystemer. Blindpladen er formet som en blank skive, der kan boltes fast. Når disse er korrekt installeret og kombineret med den korrekte pakning, giver den en fremragende tætning og er nem at fjerne efter behov.
6. Svejsehalsflanger
Svejsehalsflanger minder meget om overlapsflanger, men kræver stuksvejsning for installation. Systemets integritet og ydeevne samt dets evne til at blive bøjet mange gange og brugt i højtryks- og højtemperatursystemer gør det til det primære valg til procesrør.
7. Specialflanger
Denne type flange er den mest kendte. Der findes dog en bred vifte af yderligere specialiserede flangetyper, der passer til en række forskellige anvendelser og miljøer. Der findes forskellige andre muligheder, såsom nipo-flanger, weldo-flanger, ekspansionsflanger, dyser, lange svejsehalse og reduktionsflanger.
5 særlige typer flanger
1. WeldoFlange
Weldo-flangen minder meget om Nipo-flangen, da den er en kombination af stuksvejsede flanger og afgreningsforbindelser. Weldo-flanger er lavet af et enkelt stykke massivt smedet stål i stedet for at individuelle dele er svejset sammen.
2. Nipo-flange
Nipoflange er et grenrør, der hælder i en vinkel på 90 grader. Det er et produkt, der fremstilles ved at kombinere stumpsvejsede flanger og smedet Nipolet. Selvom Nipo-flange anses for at være et robust enkelt stykke smedet stål, forstås det ikke som to forskellige produkter, der er svejset sammen. Installation af Nipoflange består af svejsning til Nipolet-delen af udstyret for at føre røret og boltning af flangedelen til stubrørflangen af rørholderen.
Det er vigtigt at vide, at Nipo-flanger fås i forskellige typer materialer såsom kulstof, høj- og lavtemperaturkulstofstål, rustfrit stål og nikkellegeringer. Nipo-flanger er for det meste lavet med forstærket fabrikation, hvilket giver dem ekstra mekanisk styrke sammenlignet med standard Nipo-flanger.
3. Elboflange og Latroflange
Elboflange er kendt som en kombination af flange og Elbolet, mens Latroflange er kendt som en kombination af flange og Latrolet. Albueflanger bruges til at forgrene rør i en 45 graders vinkel.
4. Drejelige ringflanger
Anvendelsen af drejelige ringflanger er at lette justeringen af bolthuller mellem to parrede flanger, hvilket er mere nyttigt i mange situationer, såsom installation af rørledninger med stor diameter, undersøiske eller offshore rørledninger og lignende miljøer. Disse typer flanger er velegnede til krævende væsker i olie, gas, kulbrinter, vand, kemikalier og andre petrokemiske og vandhåndteringsapplikationer.
I tilfælde af rørledninger med stor diameter er røret forsynet med en standard svejseflange i den ene ende og en drejeflange i den anden. Dette fungerer ved blot at dreje drejeflangen på rørledningen, så operatøren opnår korrekt justering af bolthullerne på en meget nem og hurtigere måde.
Nogle af de vigtigste standarder for drejelige ringflanger er ASME eller ANSI, DIN, BS, EN, ISO og andre. En af de mest populære standarder til petrokemiske anvendelser er ANSI eller ASME B16.5 eller ASME B16.47. Drejelige flanger er flanger, der kan bruges i alle almindelige flangestandardformer. For eksempel svejsehalse, slip-ons, overlapningssamlinger, muffesvejsninger osv. i alle materialekvaliteter, i en bred vifte af størrelser fra 3/8" til 60", og tryk fra 150 til 2500. Disse flanger kan nemt fremstilles af kulstof, legeret stål og rustfrit stål.
5. Ekspansionsflanger
Ekspansionsflanger bruges til at øge borestørrelsen på et rør fra et bestemt punkt til et andet for at forbinde røret til andet mekanisk udstyr såsom pumper, kompressorer og ventiler, der har forskellige indløbsstørrelser.
Ekspansionsflanger er normalt stumpsvejsede flanger, der har et meget stort hul i den ikke-flangede ende. De kan bruges til at tilføje blot en eller to størrelser eller op til 4 tommer til den løbende rørboring. Disse typer flanger foretrækkes frem for kombinationen af stumpsvejsereduktioner og standardflanger, fordi de er billigere og lettere. Et af de mest almindelige materialer, der anvendes til ekspansionsflanger, er A105 og rustfrit stål ASTM A182.
Ekspansionsflanger fås i trykklassificeringer og størrelser i overensstemmelse med ANSI- eller ASME B16.5-specifikationer, som primært fås konvekse eller flade (RF eller FF). Reduktionsflanger, også kendt som reduktionsflanger, tjener den stik modsatte funktion sammenlignet med ekspansionsflanger, hvilket betyder, at de bruges til at reducere et rørs borediameter. Borediameteren på et rørstræk kan let reduceres, men ikke med mere end 1 eller 2 størrelser. Hvis der forsøges at reducere ud over dette, bør der anvendes en løsning baseret på en kombination af stumpsvejsede reduktionsstykker og standardflanger.
Flangestørrelse og almindelige overvejelser
Ud over flangens funktionelle design er dens størrelse den faktor, der sandsynligvis vil påvirke flangevalget ved design, vedligeholdelse og opdatering af et rørsystem. I stedet skal der tages hensyn til flangens grænseflade med røret og de anvendte pakninger for at sikre korrekt dimensionering. Derudover er der følgende almindelige overvejelser:
- Ydre diameter: Den ydre diameter er afstanden mellem to modstående kanter af flangefladen.
- Tykkelse: Tykkelsen måles fra ydersiden af kanten.
- Boltcirkeldiameter: Dette er afstanden mellem de relative bolthuller målt fra center til center.
- Rørstørrelse: Rørstørrelsen er den størrelse, der svarer til flangen.
- Nominel boring: Den nominelle boring er størrelsen af den indvendige diameter af flangeforbindelsen.
Flangeklassificering og serviceniveau
Flanger kategoriseres primært efter deres evne til at modstå forskellige temperaturer og tryk. De betegnes ved brug af bogstaver eller suffikser "#", "lb" eller "klasse". Disse er udskiftelige suffikser og varierer også efter region eller leverandør. Almindelige kendte klassifikationer er anført nedenfor:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
De samme tryk- og temperaturtolerancer varierer afhængigt af det anvendte materiale, flangedesign og flangestørrelse. Den eneste konstant er dog trykklassificeringen, som falder, når temperaturen stiger.
Flangefladetype
Flagetypen er også en meget vigtig egenskab, der har en betydelig indflydelse på flangens endelige ydeevne og levetid. Derfor analyseres nogle af de vigtigste typer flangeflader nedenfor:
1. Flad flange (FF)
Pakningsoverfladen på en flad flange er i samme plan som overfladen på den boltede ramme. Varer, der bruger flade flanger, er normalt dem, der er fremstillet med forme, der matcher flangen eller flangedækslet. Flade flanger bør ikke placeres på omvendte sideflanger. ASME B31.1 angiver, at når flade støbejernsflanger samles med kulstofstålflanger, skal den hævede flade på kulstofstålflangerne fjernes, og en heldækkende pakning er påkrævet. Dette er for at forhindre små, sprøde støbejernsflanger i at sprøjte ind i hulrummet, der dannes af den hævede næse på kulstofstålflangen.
Denne type flangeflade bruges til fremstilling af udstyr og ventiler til alle anvendelser, hvor støbejern fremstilles. Støbejern er mere sprødt og bruges normalt kun til applikationer med lav temperatur og lavt tryk. Den flade flade tillader begge flanger at have fuldstændig kontakt over hele overfladen. Flade flanger (FF) har en kontaktflade, der har samme højde som flangens boltgevind. Helfladeskiver bruges mellem to flade flanger og er normalt bløde. I henhold til ASME B31.3 bør flade flanger ikke parres med hævede flanger på grund af risikoen for lækage fra den resulterende flangesamling.
2. Hævet flange (RF)
Den hævede flange er den mest almindelige type, der anvendes i fabrikationsapplikationer, og den er let genkendelig. Den kaldes konveks, fordi pakningens flade er placeret over boltringens flade. Hver type beklædning kræver brug af flere typer pakninger, herunder en række forskellige flade ringflige og metalkompositter såsom spiralviklede og dobbeltkappede former.
RF-flanger er designet til at koncentrere yderligere tryk på et mindre område af pakningen og derved forbedre trykreguleringen af samlingen. Diametre og højder efter trykniveau og diameter er beskrevet i ASME B16.5. Flangetrykniveau specificerer højden på den flade, der løftes. RF-flanger er beregnet til at koncentrere yderligere tryk på et mindre område af pakningen og derved øge samlingens trykreguleringsevne. Diametre og højder efter trykklasse og diameter er beskrevet i ASME B16.5. Trykflangeklassificeringer.
3. Ringflange (RTJ)
Når der kræves en metal-mod-metal-tætning mellem parrede flanger (hvilket er betingelsen for højtryks- og højtemperaturapplikationer, dvs. over 700/800 C°), anvendes ringforbindelsesflangen (RTJ).
Ringforbindelsesflangen har en cirkulær rille, der rummer ringforbindelsespakningen (oval eller rektangulær).
Når to ringforbindelsesflanger boltes sammen og derefter strammes, deformerer den påførte boltkraft pakningen i flangens spor, hvilket skaber en meget tæt metal-mod-metal-tætning. For at opnå dette skal materialet i ringforbindelsespakningen være blødere (mere duktilt) end materialet i flangerne.
RTJ-flanger kan forsegles med RTJ-pakninger af forskellige typer (R, RX, BX) og profiler (f.eks. ottekantede/elliptiske for R-typen).
Den mest almindelige RTJ-pakning er R-typen med et ottekantet tværsnit, da den sikrer en meget stærk tætning (ovalt tværsnit er den ældre type). Designet med "flad rille" accepterer dog begge typer RTJ-pakninger med et ottekantet eller ovalt tværsnit.
4. Not- og ferflanger (T & G)
To fer- og notflanger (T- og G-flader) passer perfekt: den ene flange har en hævet ring, og den anden har riller, hvor de nemt passer (feren går ind i rillen og forsegler samlingen).
Not- og ferflanger fås i store og små størrelser.
5. Han- og hunflanger (M & F)
I lighed med fer- og notflanger matcher han- og hunflanger (M- og F-fladetyper) hinanden.
Den ene flange har et område, der strækker sig ud over dens overfladeareal, hanflangen, og den anden flange har matchende fordybninger, der er maskineret ind i den modstående overflade, hunflangen.
Flangeoverfladefinish
For at sikre en perfekt pasform mellem flangen og pakningen og modflangen kræver flangens overfladeareal en vis grad af ruhed (kun RF- og FF-flangeoverflader). Ruheden på flangens overflade definerer typen af "flangeoverflade".
Almindelige typer er standard, koncentriske, savtakkede, spiralformede og glatte flangeflader.
Der er fire grundlæggende overfladebehandlinger til stålflanger, men det fælles mål for enhver type flangeoverfladebehandling er at producere den ønskede ruhed på flangeoverfladen for at sikre en solid pasform mellem flangen, pakningen og modflangen for at give en kvalitetsforsegling.
Opslagstidspunkt: 8. oktober 2023