Vad är en fläns?
Fläns, förkortat som fläns, är en allmän term och hänvisar vanligtvis till en liknande skivformad metallkropp för att öppna några fasta hål, som används för att ansluta andra saker. Den här typen av sak används ofta i maskiner, så det ser lite konstigt ut. Så länge det kallas fläns, kommer dess namn från engelskans fläns. Sålunda är röret och röret sammankopplade, och flänsen har en öppning och skruvar för att göra de två flänsarna tätt sammanfogade, och flänsen tätas med en packning.
Flänsar är skivformade delar, de vanligaste inom rörledningsteknik, och används parvis med flänsar.
Beträffande typerna av flänsanslutningar finns det tre komponenter:
- Rörflänsar
- Packning
- Bultanslutning
I de flesta fall finns det ett specifikt packnings- och bultmaterial som är tillverkat av samma material som rörflänskomponenten. De vanligaste flänsarna är flänsar av rostfritt stål. Flänsar, å andra sidan, finns i en mängd olika material för att matcha dem till platsens krav. Några av de vanligaste flänsmaterialen är monel, inconel och krommolybden, beroende på de faktiska kraven på platsen. Det bästa materialvalet bör bero på vilken typ av system du vill använda en fläns med specifika krav i.
7 vanliga typer av flänsar
Det finns olika typer av flänsar som kan väljas utifrån platsens krav. För att matcha designen av den ideala flänsen måste tillförlitlig drift samt lång livslängd säkerställas och det mest lämpliga priset bör övervägas.
1. gängad fläns:
Gängade flänsar, som har en gänga i flänshålet, är försedda med utvändig gänga på kopplingen. Gänganslutning är här avsedd att undvika svetsning i alla fall. Den ansluts huvudsakligen med matchande gängor till röret som ska installeras.
2. Svetsflänsar för muffar
Denna typ av fläns används vanligtvis för mindre rör där diametern i lågtemperatur- och lågtrycksområdet kännetecknas av en anslutning där röret placeras inuti flänsen för att säkerställa en anslutning med en enkel- eller flervägs kälsvets. Detta undviker de begränsningar som är förknippade med gängade ändar jämfört med andra svetsade flänstyper, vilket gör installationen enkel.
3. Överlappande flänsar
En överlappande fläns är en typ av fläns där änden stumsvetsas fast i en koppling för att kunna användas med en stödfläns för att bilda en flänsförbindning. Denna design har gjort metoden populär i en mängd olika system där det fysiska utrymmet är begränsat, eller där frekvent demontering krävs, eller där en hög grad av underhåll krävs.
4. Glidflänsar
Glidflänsar är mycket vanliga och finns i en mängd olika storlekar för att passa system med höga flödeshastigheter och genomströmningar. Genom att helt enkelt matcha flänsen till rörets ytterdiameter blir anslutningen mycket enkel att installera. Installationen av dessa flänsar är lite teknisk eftersom det kräver kälsvetsning på båda sidor för att fästa flänsen vid röret.
5. Blindflänsar
Denna typ av flänsar är väl lämpade för avslutning av rörsystem. Blindplattan är formad som en tom skiva som kan bultas fast. När dessa är korrekt installerade och kombinerade med rätt packning, möjliggör den en utmärkt tätning och är lätt att ta bort vid behov.
6. Svetshalsflänsar
Svetsflänsar är mycket lika överlappande flänsar, men kräver stumsvetsning för installation. Systemets prestanda och förmåga att böjas många gånger och användas i högtrycks- och högtemperatursystem gör det till det primära valet för processrör.
7. Specialflänsar
Denna typ av fläns är den mest kända. Det finns dock ett brett utbud av ytterligare specialiserade flänstyper tillgängliga för att passa en mängd olika användningsområden och miljöer. Det finns flera andra alternativ såsom nipo-flänsar, weldoflänsar, expansionsflänsar, öppningar, långa svetshalsar och reduceringsflänsar.
5 speciella typer av flänsar
1. WeldoFlång
Weldo-flänsen är mycket lik Nipo-flänsen eftersom den är en kombination av stumsvetsflänsar och grenkopplingar. Weldo-flänsar är tillverkade av ett enda stycke smidd stål, snarare än att enskilda delar svetsas samman.
2. Nipo-fläns
Nipoflange är ett grenrör som lutar i en vinkel på 90 grader, det är en produkt som tillverkas genom att kombinera stumsvetsflänsar och smidd Nipolet. Även om Nipo-fläns anses vara ett robust enda stycke smidd stål, förstås det inte som två olika produkter som svetsas samman. Installation av Nipoflange består av svetsning till Nipolet-delen av utrustningen för att dra röret och bultning av flänsdelen till rörstubbflänsen av rörledningspersonalen.
Det är viktigt att veta att Nipo-flänsar finns i olika typer av material som kol, hög- och lågtemperaturkolstål, rostfria stålkvaliteter och nickellegeringar. Nipo-flänsar är oftast tillverkade med förstärkt bearbetning, vilket ger dem extra mekanisk styrka jämfört med vanliga Nipo-flänsar.
3. Elboflange och Latroflange
Elboflange är känd som en kombination av fläns och Elbolet medan Latroflange är känd som en kombination av fläns och Latrolet. Böjflänsar används för att förgrena rör i 45 graders vinkel.
4. Svängbara ringflänsar
Användningen av svängbara ringflänsar är att underlätta uppriktningen av bulthål mellan två parflänsar, vilket är mer praktiskt i många situationer, såsom installation av rörledningar med stor diameter, undervattens- eller offshore-rörledningar och liknande miljöer. Dessa typer av flänsar är lämpliga för krävande vätskor inom olja, gas, kolväten, vatten, kemikalier och andra petrokemiska och vattenhanteringstillämpningar.
Vid rörledningar med stor diameter är röret försett med en standardsvetsfläns i ena änden och en svängfläns i den andra. Detta fungerar genom att helt enkelt rotera svängflänsen på rörledningen så att operatören uppnår korrekt inriktning av bulthålen på ett mycket enkelt och snabbare sätt.
Några av de viktigaste standarderna för svängbara ringflänsar är ASME eller ANSI, DIN, BS, EN, ISO och andra. En av de mest populära standarderna för petrokemiska tillämpningar är ANSI eller ASME B16.5 eller ASME B16.47. Svängbara flänsar är flänsar som kan användas i alla vanliga flänsstandardformer. Till exempel svetshalsar, glidskarvar, överlappningsskarvar, muffsvetsar etc., i alla materialkvaliteter, i ett brett utbud av storlekar från 3/8" till 60", och tryck från 150 till 2500. Dessa flänsar kan enkelt tillverkas av kolstål, legeringar och rostfritt stål.
5. Expansionsflänsar
Expansionsflänsar används för att öka rörets hålstorlek från en viss punkt till en annan för att ansluta röret till annan mekanisk utrustning såsom pumpar, kompressorer och ventiler som har olika inloppsstorlekar.
Expansionsflänsar är vanligtvis stumsvetsade flänsar som har ett mycket stort hål i den icke-flänsade änden. De kan användas för att lägga till bara en eller två storlekar eller upp till 4 tum till det rinnande rörets hål. Dessa typer av flänsar är att föredra framför kombinationen av stumsvetsade reducerare och standardflänsar eftersom de är billigare och lättare. Ett av de vanligaste materialen som används för expansionsflänsar är A105 och rostfritt stål ASTM A182.
Expansionsflänsar finns tillgängliga i tryckklassningar och storlekar i enlighet med ANSI- eller ASME B16.5-specifikationer, vilka huvudsakligen finns tillgängliga konvexa eller plana (RF eller FF). Reduceringsflänsar, även kända som reduceringsflänsar, har exakt motsatt funktion jämfört med expansionsflänsar, vilket innebär att de används för att minska ett rörs håldiameter. Håldiametern på en rörsträng kan enkelt minskas, men inte med mer än 1 eller 2 storlekar. Om man försöker minska utöver detta bör en lösning baserad på en kombination av stumsvetsade reduceringsrör och standardflänsar användas.
Flänsstorlek och vanliga överväganden
Förutom flänsens funktionella design är dess storlek den faktor som sannolikt påverkar valet av fläns vid design, underhåll och uppdatering av ett rörsystem. Istället måste man ta hänsyn till flänsens gränssnitt mot röret och de packningar som används för att säkerställa korrekt dimensionering. Utöver detta är några vanliga överväganden följande:
- Ytterdiameter: Ytterdiametern är avståndet mellan två motsatta kanter på flänsytan.
- Tjocklek: Tjockleken mäts från utsidan av fälgen.
- Bultcirkeldiameter: Detta är avståndet mellan de relativa bulthålen mätt från centrum till centrum.
- Rörstorlek: Rörstorleken är den storlek som motsvarar flänsen.
- Nominellt hål: Det nominella hålet är storleken på flänskopplingens innerdiameter.
Flänsklassificering och servicenivå
Flänsar kategoriseras främst efter deras förmåga att motstå olika temperaturer och tryck. De betecknas med hjälp av bokstäverna eller suffixen "#", "lb" eller "klass". Dessa är utbytbara suffix och varierar också beroende på region eller leverantör. Vanliga kända klassificeringar listas nedan:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
Samma tryck- och temperaturtoleranser varierar beroende på vilket material som används, flänsdesign och flänsstorlek. Den enda konstanten är dock tryckklassningen, vilken minskar när temperaturen ökar.
Flänsyta Typ
Yttyp är också en mycket viktig egenskap som har en betydande inverkan på flänsens slutliga prestanda och livslängd. Därför analyseras några av de viktigaste typerna av flänsytor nedan:
1. Platt fläns (FF)
Packningsytan på en plan fläns ligger i samma plan som ytan på den skruvade ramen. Produkter som använder plana flänsar är vanligtvis de som tillverkas med formar som matchar flänsen eller flänslocket. Plana flänsar bör inte placeras på inverterade sidoflänsar. ASME B31.1 anger att vid sammanfogning av plana gjutjärnsflänsar med kolstålsflänsar måste den upphöjda ytan på kolstålsflänsarna tas bort och en heldäckande packning krävs. Detta för att förhindra att små, spröda gjutjärnsflänsar stänker in i hålrummet som bildas av den upphöjda nosen på kolstålsflänsen.
Denna typ av flänsyta används vid tillverkning av utrustning och ventiler för alla tillämpningar där gjutjärn tillverkas. Gjutjärn är mer sprött och används vanligtvis endast för applikationer med låg temperatur och lågt tryck. Den plana ytan gör att båda flänsarna kan ha fullständig kontakt över hela ytan. Plana flänsar (FF) har en kontaktyta som har samma höjd som flänsens bultgängor. Helytbrickor används mellan två plana flänsar och är vanligtvis mjuka. Enligt ASME B31.3 bör plana flänsar inte passas ihop med upphöjda flänsar på grund av risken för läckage från den resulterande flänsförbindningen.
2. Upphöjd fläns (RF)
Den upphöjda flänsen är den vanligaste typen som används i tillverkningsapplikationer och är lätt att känna igen. Den kallas konvex eftersom packningens yta är placerad ovanför bultringens yta. Varje typ av yta kräver användning av flera typer av packningar, inklusive en mängd olika plana ringflikar och metallkompositer såsom spirallindade och dubbelmantlade former.
RF-flänsar är utformade för att koncentrera ytterligare tryck på ett mindre område av packningen, vilket förbättrar tryckregleringen av fogen. Diametrar och höjder efter trycknivå och diameter beskrivs i ASME B16.5. Flänstrycknivå anger höjden på den yta som lyfts. RF-flänsar är avsedda att koncentrera ytterligare tryck på ett mindre område av packningen, vilket ökar fogens tryckregleringsförmåga. Diametrar och höjder efter tryckklass och diameter beskrivs i ASME B16.5. Tryckflänsklassificeringar.
3. Ringfläns (RTJ)
När en metall-mot-metall-tätning mellan parflänsar krävs (vilket är villkoret för högtrycks- och högtemperaturapplikationer, dvs. över 700/800 C°), används ringfogflänsen (RTJ).
Ringkopplingsflänsen har ett cirkulärt spår som rymmer ringkopplingspackningen (oval eller rektangulär).
När två ringkopplingsflänsar bultas ihop och sedan dras åt, deformerar den applicerade bultkraften packningen i flänsens spår, vilket skapar en mycket tät metall-mot-metall-tätning. För att åstadkomma detta måste materialet i ringkopplingspackningen vara mjukare (mer duktilt) än materialet i flänsarna.
RTJ-flänsar kan tätas med RTJ-packningar av olika typer (R, RX, BX) och profiler (t.ex. åttkantiga/elliptiska för R-typ).
Den vanligaste RTJ-packningen är R-typen med åttkantigt tvärsnitt, eftersom den säkerställer en mycket stark tätning (ovalt tvärsnitt är den äldre typen). Designen med "platta spår" accepterar dock båda typerna av RTJ-packningar med åttkantigt eller ovalt tvärsnitt.
4. Spontade och spårade flänsar (T & G)
Två spontade och notflänsar (T- och G-ytorna) passar perfekt: en fläns har en upphöjd ring och den andra har spår där de passar enkelt (spontan går in i spåret och tätar skarven).
Spontade och spårflänsar finns i stora och små storlekar.
5. Han- och honflänsar (M & F)
I likhet med not- och spontade flänsar matchar han- och honflänsar (M- och F-yttyper) varandra.
En fläns har en area som sträcker sig bortom dess yta, hanflänsen, och den andra flänsen har matchande fördjupningar maskinbearbetade i den motstående ytan, honflänsen.
Flänsytbehandling
För att säkerställa en perfekt passform mellan flänsen och packningen och motflänsen kräver flänsytan en viss grad av ojämnhet (endast RF- och FF-flänsytor). Typen av ojämnhet på flänsytan definierar typen av "flänsyta".
Vanliga typer är standard, koncentriska tandade, spiraltangade och släta flänsytor.
Det finns fyra grundläggande ytbehandlingar för stålflänsar, men det gemensamma målet för alla typer av flänsytbehandlingar är att producera önskad ojämnhet på flänsytan för att säkerställa en solid passform mellan fläns, packning och motfläns för att ge en kvalitetstätning.
Publiceringstid: 8 oktober 2023