Guida Completa Sulle Flange: Tipi, Funzioni e Caratteristiche

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Uno sguardo alle caratteristiche comuni da considerare quando si sceglie una flangia per il proprio sistema di tubazioni.

 

 

Cosa sono le flange dei tubi e come funzionano

Offrendo un modo affidabile per collegare i sistemi di tubazioni con le varie apparecchiature, valvole e altri componenti, le flange sono il secondo metodo di giunzione più utilizzato dopo la saldatura.

L'utilizzo delle flange aggiunge flessibilità durante la manutenzione dei sistemi di tubazioni, consentendo un più facile smontaggio e un migliore accesso ai componenti del sistema.

Una tipica connessione flangiata è composta da tre parti:

1. Flange per tubi
2. Guarnizione
3. Bullonatura

Nella maggior parte dei casi, sono disponibili guarnizioni e materiali per bulloneria specifici realizzati con gli stessi materiali dei componenti delle tubazioni che si desidera collegare.

Le flange in acciaio inossidabile sono tra le più comuni. Tuttavia, le flange sono disponibili in un'ampia gamma di materiali, quindi è essenziale abbinarle alle vostre esigenze.

Altri materiali comuni per flange includono Monel, Inconel, Chrome Moly e molti altri a seconda dell'applicazione. L'opzione migliore per le vostre esigenze dipenderà sia dal sistema in cui intendete utilizzare la flangia sia dalle vostre specifiche esigenze.

 

Tipi e caratteristiche comuni delle flange

Le flange non sono un tipo di soluzione adatta a tutti. A parte le dimensioni, l'abbinamento del design della flangia ideale al sistema di tubazioni e all'uso previsto contribuirà a garantire un funzionamento affidabile, una lunga durata e un prezzo ottimale. Ecco uno sguardo ai tipi di flange più comuni disponibili.

Flangia filettata

Conosciuto anche come flangia avvitata, questo stile ha una filettatura all'interno del foro della flangia che si adatta alla filettatura maschio corrispondente sul tubo o raccordo. La connessione filettata consente di evitare la saldatura in molti casi d'uso. Abbina semplicemente la filettatura ai tubi che desideri collegare.

 

Flangia a saldare socket-weld

Ideali per diametri di tubo più piccoli in scenari di bassa temperatura e bassa pressione, le flange a saldare sono dotate di una connessione in cui si posiziona il tubo nella flangia e quindi si fissa la connessione con una singola saldatura d'angolo a più passate. Ciò rende questo stile più semplice da installare rispetto ad altri tipi di flangia saldata, evitando le limitazioni associate alle estremità filettate.

 

Flangia slip-on

Le flange slip-on sono molto comuni e sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni per adattarsi a sistemi con portate e produttività maggiori. Basta abbinare la flangia al diametro esterno del tubo che si intende collegare. L'installazione è leggermente più tecnica in quanto avrai bisogno di una saldatura d'angolo su entrambi i lati per fissare la flangia al tubo.

 

Flangia lap-joint

Caratterizzate da un design a due pezzi, le flange del giunto sovrapposto richiedono la saldatura di testa dell'estremità del tronchetto al tubo o raccordo con l'uso di una flangia di supporto per creare la connessione flangiata. Questo design rende questo stile popolare per l'uso in sistemi con spazio fisico limitato o sistemi che richiedono frequenti smantellamenti e manutenzione.

 

Flangia welding neck

Come le flange del giunto a sovrapposizione, le flange del collo di saldatura richiedono la saldatura di testa per l'installazione. Tuttavia, la loro integrità, le prestazioni in sistemi con più curve ripetute e la capacità di utilizzarli in sistemi ad alta pressione e alta temperatura li rendono una scelta leader per le tubazioni di processo.

 

Flangia cieca

Utilizzate per terminare o isolare i sistemi di tubazioni, le flange cieche sono essenzialmente dischi vergini boltable. Se installati correttamente e combinati con le guarnizioni corrette, possono ottenere una tenuta eccezionale che è facile da rimuovere quando necessario.

 

Flange speciali

I tipi di flangia sopra elencati sono i più comuni. Tuttavia, è disponibile una gamma di tipi di flange speciali aggiuntivi per adattarsi a una vasta gamma di usi e ambienti. Altre opzioni includono nipoflange, saldoflange, flange espandibili, orifizio, collo lungo di saldatura e flange di riduzione.

 

Realizzazione del collegamento: tipi di faccia della flangia

Il design della flangia è solo l'inizio quando si considera la flangia ideale per il proprio sistema di tubazioni. I tipi di faccia sono un'altra caratteristica che avrà un impatto importante sulle prestazioni finali e sulla durata delle flange.

I tipi di faccia determinano sia le guarnizioni necessarie per installare la flangia che le caratteristiche relative alla tenuta creata.

I tipi di faccia comuni includono:

• Faccia piatta (FF): come suggerisce il nome, le flange a faccia piatta presentano una superficie piatta e uniforme combinata con una guarnizione a faccia piena che entra in contatto con la maggior parte della superficie della flangia.
• Faccia rialzata (RF): queste flange presentano una piccola sezione rialzata attorno al foro con una guarnizione del cerchio interno del foro.
• Ring Joint Face (RTJ): utilizzato nei processi ad alta pressione e ad alta temperatura, questo tipo di faccia presenta una scanalatura in cui si trova una guarnizione metallica per mantenere la tenuta.
• Linguetta e scanalatura (T&G): queste flange presentano scanalature e sezioni rialzate corrispondenti. Ciò aiuta nell'installazione poiché il design aiuta le flange ad autoallinearsi e fornisce un serbatoio per l'adesivo della guarnizione.
• Maschio e femmina (M&F): queste flange utilizzano una coppia di scanalature e sezioni rialzate corrispondenti per fissare la guarnizione. Tuttavia, a differenza delle facce a linguetta e scanalatura, queste trattengono la guarnizione sulla faccia femmina, fornendo un posizionamento più accurato e maggiori opzioni di materiale della guarnizione.

Molti tipi di faccia offrono anche una delle due finiture: seghettata o liscia.

La scelta tra le opzioni è importante in quanto determineranno la guarnizione ottimale per una tenuta affidabile.

In generale, le facce lisce funzionano meglio con le guarnizioni metalliche mentre le facce seghettate aiutano a creare tenute più resistenti con guarnizioni in materiale morbido.

 

L'adattamento corretto: uno sguardo alle dimensioni della flangia

A parte il design funzionale di una flangia, le dimensioni sono il fattore più importante per influenzare le scelte della flangia durante la progettazione, la manutenzione o l'aggiornamento di un sistema di tubazioni.

Tuttavia, è necessario considerare come la flangia si interfaccia con il tubo e le guarnizioni in uso per garantire il corretto dimensionamento.

Considerazioni comuni includono:

Diametro esterno: la distanza tra due bordi opposti della faccia della flangia

Spessore: misura dello spessore del bordo esterno di fissaggio

Diametro all'interasse dei bulloni: la distanza tra i fori dei bulloni opposti

Dimensione del tubo: misura della dimensione del tubo a cui corrisponde la flangia

Diametro nominale: misura del diametro interno dei connettori a flangia

 

Classificazione della flangia

Ciascuna delle caratteristiche di cui sopra avrà un'influenza sulle prestazioni della flangia in una gamma di processi e ambienti.

Quindi come puoi sapere quali flange sono all'altezza del compito e quali no?

Le flange sono spesso classificate in base alla loro capacità di resistere a temperature e pressioni.

Viene designato utilizzando un numero e il suffisso "#", "lb" o "class". Questi suffissi sono intercambiabili ma differiranno in base alla regione o al fornitore.

Le classificazioni comuni includono:

• 150 #
• 300 #
• 600 #
• 900 #
• 1500 #
• 2500 #

Le tolleranze esatte di pressione e temperatura variano in base ai materiali utilizzati, al design della flangia e alle dimensioni della flangia. L'unica costante è che in tutti i casi, i valori di pressione diminuiscono all'aumentare della temperatura.

 

Standard e contrassegni delle flange

Per facilitare il confronto, le flange rientrano negli standard globali stabiliti dall'American Society of Mechanical Engineers (ASME) - ASME B16.5 e B16.47.

Se stai tentando di sostituire o verificare le parti esistenti, tutte le flange devono includere dei contrassegni, in genere sul loro perimetro esterno, per facilitare il processo.

Anche questi marcatori seguono un ordine rigoroso:

• Logo o codice del produttore
• Codice materiale ASTM
• Grado materiale
• Valutazione di servizio (classe pressione-temperatura)
• Spessore (pianificazione)
• Heat number
• Eventuali designazioni speciali, ad esempio QT per temprato e temperato o W per riparazione mediante saldatura

Questa guida offre una solida base sulle basi del design della flangia e su come scegliere la flangia ideale per il proprio sistema di tubazioni. Tuttavia, con un'ampia gamma di flange in acciaio inossidabile e altri materiali per flange disponibili, è impossibile elencare ogni configurazione, dettaglio o considerazione.