Cos'è una flangia?
Flangia in breve, solo un termine generale, di solito si riferisce a un corpo metallico simile a forma di disco per aprire alcuni fori fissi, utilizzato per collegare altre cose, questo genere di cose è ampiamente utilizzato nei macchinari, quindi sembra un po' strano, poiché finché è conosciuta come flangia, il suo nome deriva dall'inglese flange.in modo che il tubo e l'interconnessione delle parti del tubo, collegate all'estremità del tubo, la flangia abbia un'apertura, viti per rendere le due flange strettamente collegate, tra la flangia con una guarnizione di tenuta.
La flangia è una parte a forma di disco, la più comune nell'ingegneria delle condutture, la flangia viene utilizzata in coppia.
Per quanto riguarda i tipi di collegamenti a flangia, ci sono tre componenti:
- Flange per tubi
- Guarnizione
- Collegamento a bullone
Nella maggior parte dei casi, è stato trovato un materiale specifico per la guarnizione e il bullone, realizzato con lo stesso materiale del componente della flangia del tubo.Le flange più comuni sono le flange in acciaio inossidabile.Le flange, invece, sono disponibili in una varietà di materiali per adattarle alle esigenze del cantiere.Alcuni dei materiali per flange più comuni sono monel, inconel e cromo molibdeno, a seconda dei requisiti effettivi del sito.La scelta del materiale migliore dovrebbe dipendere dal tipo di sistema in cui si desidera utilizzare una flangia con requisiti specifici.
7 tipi comuni di flange
Esistono vari tipi di flange che possono essere selezionate in base alle esigenze del sito.Per corrispondere al design della flangia ideale, è necessario garantire un funzionamento affidabile e una lunga durata e si dovrebbe considerare il prezzo più adatto.
1. flangia filettata:
Le flange filettate, che hanno una filettatura nel foro della flangia, sono dotate di filettature esterne sul raccordo.La connessione filettata è qui intesa ad evitare la saldatura in tutti i casi.Viene collegato principalmente mediante filettature corrispondenti al tubo da installare.
2. Flange a saldare
Questo tipo di flangia viene solitamente utilizzata per tubi di piccole dimensioni dove il diametro della zona di bassa temperatura e bassa pressione è caratterizzato da una connessione in cui il tubo è posizionato all'interno della flangia per garantire una connessione con una saldatura d'angolo a percorso singolo o multiplo.Ciò evita i vincoli associati alle estremità filettate rispetto ad altri tipi di flange saldate, semplificando così l'installazione.
3. Flange sovrapposte
Una flangia sovrapposta è un tipo di flangia che richiede la saldatura di testa dell'estremità a un raccordo per poter essere utilizzata con una flangia di supporto per formare una connessione flangiata.Questa progettazione ha reso questo metodo popolare in una varietà di sistemi in cui lo spazio fisico è limitato o dove è richiesto uno smontaggio frequente o dove è richiesto un elevato grado di manutenzione.
4. Flange scorrevoli
Le flange scorrevoli sono molto comuni e sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni per adattarsi a sistemi con portate e portate elevate.Il semplice adattamento della flangia al diametro esterno del tubo rende la connessione molto semplice da installare.L'installazione di queste flange è un po' tecnica in quanto richiede la saldatura di raccordo su entrambi i lati per fissare la flangia al tubo.
5. Flange cieche
Questi tipi di flange sono particolarmente adatte per la terminazione di sistemi di tubazioni.La piastra cieca ha la forma di un disco cieco che può essere imbullonato.Una volta installati correttamente e combinati con la guarnizione corretta, consentono un'eccellente tenuta ed è facile da rimuovere quando necessario.
6. Flange del collo saldate
Le flange del collo di saldatura sono molto simili alle flange a sovrapposizione, ma richiedono la saldatura di testa per l'installazione.Inoltre, l'integrità delle prestazioni di questo sistema e la sua capacità di essere piegato più volte e utilizzato in sistemi ad alta pressione e alta temperatura lo rendono la scelta principale per le tubazioni di processo.
7. Flange speciali
Questo tipo di flangia è la più familiare.Tuttavia, è disponibile un'ampia gamma di tipi di flangia specializzati aggiuntivi per adattarsi a una varietà di usi e ambienti.Sono disponibili varie altre opzioni come flange Nipo, flange weldo, flange di espansione, orifizi, colli di saldatura lunghi e flange di riduzione.
5 tipi speciali di flange
1. WeldoFlange
La flangia Weldo è molto simile alla flangia Nipo in quanto è una combinazione di flange con saldatura di testa e connessioni di derivazione.Le flange Weldo sono realizzate da un unico pezzo di solido acciaio forgiato, anziché da singole parti saldate insieme.
2. Flangia Nipo
Nipoflange è un tubo di derivazione inclinato di 90 gradi, è un prodotto realizzato combinando flange saldate di testa e Nipolet forgiato.Anche se la flangia Nipo risulta essere un robusto pezzo unico di acciaio forgiato, non è inteso che si tratti di due prodotti diversi saldati insieme. L'installazione di Nipoflange consiste nella saldatura alla parte Nipolet dell'attrezzatura per far funzionare il tubo e imbullonare la flangia porzione alla flangia del tronchetto da parte del personale addetto alle tubazioni.
È importante sapere che le flange Nipo sono disponibili in vari tipi di materiali come carbonio, acciai al carbonio ad alta e bassa temperatura, gradi di acciaio inossidabile e leghe di nichel. Le flange Nipo sono per lo più realizzate con fabbricazione rinforzata, che aiuta a conferire loro una maggiore meccanica resistenza rispetto alla flangia Nipo standard.
3. Elbflange e Latroflange
Elboflange è noto come una combinazione di flangia ed Elbolet mentre Latroflange è noto come una combinazione di flangia e Latrolet.Le flange a gomito vengono utilizzate per diramare i tubi con un angolo di 45 gradi.
4. Flange ad anello girevole
L'applicazione delle flange ad anello girevole serve a facilitare l'allineamento dei fori dei bulloni tra due flange accoppiate, il che è più utile in molte situazioni, come l'installazione di condotte di grande diametro, condotte sottomarine o offshore e ambienti simili.Questi tipi di flange sono adatti per fluidi impegnativi in petrolio, gas, idrocarburi, acqua, prodotti chimici e altre applicazioni petrolchimiche e di gestione delle acque.
Nel caso di tubazioni di grande diametro, il tubo è dotato di una flangia standard a saldare di testa ad un'estremità e di una flangia girevole all'altra.Funziona semplicemente ruotando la flangia girevole sulla tubazione in modo che l'operatore ottenga il corretto allineamento dei fori dei bulloni in modo molto semplice e veloce.
Alcuni dei principali standard per le flange ad anello girevole sono ASME o ANSI, DIN, BS, EN, ISO e altri.Uno degli standard più popolari per le applicazioni petrolchimiche è ANSI o ASME B16.5 o ASME B16.47.Le flange girevoli sono flange che possono essere utilizzate in tutte le forme standard di flange comuni.Ad esempio, colli di saldatura, terminali, giunti sovrapposti, saldature a tasca, ecc., in tutti i tipi di materiali, in un'ampia gamma di dimensioni da 3/8" a 60" e pressioni da 150 a 2500. Queste flange possono essere facilmente fabbricato da acciai al carbonio, legati e inossidabili.
5. Flange di espansione
Le flange di espansione vengono utilizzate per aumentare la dimensione del foro di un tubo da un punto particolare a un altro al fine di collegare il tubo a qualsiasi altra attrezzatura meccanica come pompe, compressori e valvole che presentano dimensioni di ingresso diverse.
Le flange di espansione sono generalmente flange saldate di testa che presentano un foro molto grande sull'estremità non flangiata.Può essere utilizzato per aggiungere solo una o due misure o fino a 4 pollici al foro del tubo in funzione.Questi tipi di flange sono preferiti rispetto alla combinazione di riduttori con saldatura di testa e flange standard perché sono più economici e leggeri.Uno dei materiali più comuni utilizzati per le flange di espansione è A105 e l'acciaio inossidabile ASTM A182.
Le flange di espansione sono disponibili con valori di pressione e dimensioni conformi alle specifiche ANSI o ASME B16.5, che sono principalmente disponibili convesse o piatte (RF o FF).Le flange di riduzione, note anche come flange di riduzione, svolgono la funzione esattamente opposta rispetto alle flange di espansione, nel senso che vengono utilizzate per ridurre la dimensione del foro di un tubo.Il diametro del foro di un tratto di tubo può essere facilmente ridotto, ma non di più di 1 o 2 dimensioni.Se si tenta di ridurre oltre questo limite, si dovrebbe utilizzare una soluzione basata su una combinazione di riduttori saldati di testa e flange standard.
Dimensionamento della flangia e considerazioni comuni
Oltre alla progettazione funzionale di una flangia, la sua dimensione è il fattore che più probabilmente influenza la scelta della flangia durante la progettazione, la manutenzione e l'aggiornamento di un sistema di tubazioni.È invece necessario prestare attenzione all'interfaccia della flangia con il tubo e alle guarnizioni utilizzate per garantire il corretto dimensionamento.Oltre a ciò, alcune considerazioni comuni sono le seguenti:
- Diametro esterno: il diametro esterno è la distanza tra due bordi opposti della faccia della flangia.
- Spessore: Lo spessore è misurato dall'esterno del cerchio.
- Diametro del cerchio dei bulloni: questa è la distanza tra i relativi fori dei bulloni misurata da centro a centro.
- Dimensioni del tubo: la dimensione del tubo è la dimensione corrispondente alla flangia.
- Foro nominale: il foro nominale è la dimensione del diametro interno del connettore flangiato.
Classificazione delle flange e livello di servizio
Le flange sono classificate principalmente in base alla loro capacità di resistere a temperature e pressioni diverse.È designato mediante l'uso di lettere o suffissi "#", "lb" o "class".Questi sono suffissi intercambiabili e variano anche in base alla regione o al fornitore.Le classificazioni comuni conosciute sono elencate di seguito:
-150#
-300#
-600#
-900#
-1500#
-2500#
Le stesse tolleranze di pressione e temperatura variano a seconda del materiale utilizzato, del design e delle dimensioni della flangia.Tuttavia, l’unica costante è la pressione nominale, che diminuisce all’aumentare della temperatura.
Tipo di faccia flangiata
Anche il tipo di superficie è una caratteristica molto importante che ha un impatto significativo sulle prestazioni finali e sulla durata della flangia.Pertanto, di seguito vengono analizzate alcune delle tipologie più importanti di facce della flangia:
1. Flangia piatta (FF)
La superficie della guarnizione di una flangia piatta si trova sullo stesso piano della superficie del telaio imbullonato.I prodotti che utilizzano flange piatte sono generalmente quelli fabbricati con stampi adatti alla flangia o al coperchio della flangia.Le flange piatte non devono essere posizionate su flange laterali invertite. ASME B31.1 afferma che quando si uniscono flange piatte in ghisa a flange in acciaio al carbonio, la faccia sollevata sulle flange in acciaio al carbonio deve essere rimossa ed è necessaria una guarnizione a faccia intera.Questo per evitare che le piccole e fragili flange in ghisa schizzino nel vuoto formato dal naso rialzato della flangia in acciaio al carbonio.
Questo tipo di superficie flangiata viene utilizzata nella produzione di apparecchiature e valvole per tutte le applicazioni in cui viene prodotta la ghisa.La ghisa è più fragile e viene solitamente utilizzata solo per applicazioni a bassa temperatura e bassa pressione.La faccia piatta consente ad entrambe le flange di entrare in contatto completo su tutta la superficie.Le flange piatte (FF) hanno una superficie di contatto che ha la stessa altezza delle filettature dei bulloni della flangia.Le rondelle integrali vengono utilizzate tra due flange piatte e generalmente sono morbide.Secondo ASME B31.3, le flange piatte non devono essere accoppiate con flange rialzate a causa del rischio di perdite dal giunto flangiato risultante.
2. Flangia rialzata (RF)
La flangia rialzata è il tipo più comune utilizzato nelle applicazioni dei produttori ed è facilmente riconoscibile.Si chiama convesso perché la faccia della guarnizione si trova sopra la faccia dell'anello del bullone.Ciascun tipo di rivestimento richiede l'uso di diversi tipi di guarnizioni, tra cui una varietà di linguette ad anello piatte e compositi metallici come forme a spirale e a doppia guaina.
Le flange RF sono progettate per concentrare ulteriore pressione su un'area più piccola della guarnizione, migliorando così il controllo della pressione del giunto.diametri e altezze per livello di pressione e diametro sono descritti in ASME B16.5.Il livello di pressione della flangia specifica l'altezza della faccia da sollevare. Le flange RF sono destinate a concentrare ulteriore pressione su un'area più piccola della guarnizione, aumentando così la capacità di controllo della pressione del giunto. I diametri e le altezze per classe di pressione e diametro sono descritti in ASME B16.5.Valori nominali della flangia di pressione.
3. Flangia ad anello (RTJ)
Quando è richiesta una tenuta metallo-metallo tra flange accoppiate (che è la condizione per applicazioni ad alta pressione e alta temperatura, cioè superiori a 700/800 C°), viene utilizzata la Ring Joint Flange (RTJ).
La flangia del ring joint presenta una scanalatura circolare che accoglie la guarnizione del ring joint (ovale o rettangolare).
Quando due flange del giunto ad anello vengono imbullonate insieme e quindi serrate, la forza applicata del bullone deforma la guarnizione nella scanalatura della flangia, creando una tenuta metallo-metallo molto ermetica.Per ottenere ciò, il materiale della guarnizione del giunto anulare deve essere più morbido (più duttile) del materiale delle flange.
Le flange RTJ possono essere sigillate con guarnizioni RTJ di diversi tipi (R, RX, BX) e profili (ad esempio, ottagonale/ellittica per il tipo R).
La guarnizione RTJ più comune è il tipo R a sezione ottagonale, poiché garantisce una tenuta molto forte (a sezione ovale è il tipo più vecchio).Tuttavia, il design a "scanalatura piatta" accetta entrambi i tipi di guarnizioni RTJ con sezione trasversale ottagonale o ovale.
4. Flange maschio-femmina (T e G)
Due flange maschio-femmina (facce T e G) si adattano perfettamente: una flangia ha un anello rialzato e l'altra ha scanalature dove si adattano facilmente (la linguetta entra nella scanalatura e sigilla il giunto).
Le flange maschio-femmina sono disponibili in dimensioni grandi e piccole.
5. Flange maschio e femmina (M e F)
Simili alle flange maschio-femmina, le flange maschio e femmina (tipi di faccia M e F) si abbinano tra loro.
Una flangia ha un'area che si estende oltre la sua superficie, la flangia maschio, mentre l'altra flangia ha depressioni corrispondenti lavorate nella superficie frontale, la flangia femmina.
Finitura superficiale della flangia
Per garantire un perfetto adattamento della flangia alla guarnizione e alla flangia di accoppiamento, la superficie della flangia richiede un certo grado di rugosità (solo finiture flangia RF e FF).Il tipo di rugosità della superficie della flangia definisce il tipo di "finitura della flangia".
I tipi più comuni sono le flange standard, seghettate concentriche, seghettate a spirale e lisce.
Esistono quattro finiture superficiali di base per le flange in acciaio, tuttavia, l'obiettivo comune di qualsiasi tipo di finitura superficiale della flangia è quello di produrre la ruvidità desiderata sulla superficie della flangia per garantire un solido accoppiamento tra la flangia, la guarnizione e la flangia di accoppiamento per fornire un sigillo di qualità .
Orario di pubblicazione: 08-ottobre-2023