Was ist ein Flansch?
Kurz gesagt, Flansch, nur ein allgemeiner Begriff, bezieht sich normalerweise auf einen ähnlichen scheibenförmigen Metallkörper zum Öffnen einiger fester Löcher, der zum Verbinden anderer Dinge verwendet wird. So etwas wird häufig in Maschinen verwendet, daher sieht es etwas seltsam aus Solange es als Flansch bekannt ist, leitet sich sein Name vom englischen Wort „Flansch“ ab.Damit das Rohr und die Rohrverbindungsteile, die mit dem Rohrende verbunden sind, der Flansch eine Öffnung hat, Schrauben, um die beiden Flansche fest miteinander zu verbinden, zwischen den Flanschen eine Dichtungsdichtung.
Bei Flanschen handelt es sich um scheibenförmige Teile, die im Rohrleitungsbau am häufigsten vorkommen, Flansche werden paarweise verwendet.
Bezüglich der Arten von Flanschverbindungen gibt es drei Komponenten:
- Rohrflansche
- Dichtung
- Bolzenverbindung
In den meisten Fällen wird ein bestimmtes Dichtungs- und Schraubenmaterial gefunden, das aus demselben Material wie die Rohrflanschkomponente besteht.Die gebräuchlichsten Flansche sind Edelstahlflansche.Flansche hingegen sind in verschiedenen Materialien erhältlich, um sie an die Anforderungen vor Ort anzupassen.Zu den gebräuchlichsten Flanschmaterialien gehören Monel, Inconel und Chrommolybdän, abhängig von den tatsächlichen Anforderungen vor Ort.Die beste Materialauswahl sollte von der Art des Systems abhängen, in dem Sie einen Flansch mit spezifischen Anforderungen verwenden möchten.
7 gängige Flanschtypen
Es gibt verschiedene Arten von Flanschen, die je nach den Anforderungen vor Ort ausgewählt werden können.Um dem Design des idealen Flansches zu entsprechen, müssen ein zuverlässiger Betrieb sowie eine lange Lebensdauer gewährleistet sein und der am besten geeignete Preis sollte berücksichtigt werden.
1. Gewindeflansch:
Gewindeflansche, die über ein Gewinde in der Flanschbohrung verfügen, werden am Fitting mit einem Außengewinde versehen.Mit der Schraubverbindung ist hier gemeint, dass ein Schweißen in jedem Fall vermieden werden soll.Die Verbindung erfolgt überwiegend über passende Gewinde mit dem zu verlegenden Rohr.
2. Muffenschweißflansche
Diese Art von Flansch wird normalerweise für kleinere Rohre verwendet, bei denen der Durchmesser des Niedertemperatur- und Niederdruckbereichs durch eine Verbindung gekennzeichnet ist, bei der das Rohr innerhalb des Flansches platziert wird, um eine Verbindung mit einer ein- oder mehrspurigen Kehlnaht zu gewährleisten.Dadurch werden die mit Gewindeenden im Vergleich zu anderen geschweißten Flanschtypen verbundenen Einschränkungen vermieden und die Installation vereinfacht.
3. Überlappungsflansche
Ein Überlappungsflansch ist eine Flanschart, bei der das Stumpfende mit einem Fitting stumpf verschweißt werden muss, um mit einem Stützflansch eine Flanschverbindung bilden zu können.Dieses Design hat diese Methode in einer Vielzahl von Systemen beliebt gemacht, in denen der Platz begrenzt ist, eine häufige Demontage erforderlich ist oder ein hoher Wartungsaufwand erforderlich ist.
4. Gleitflansche
Gleitflansche sind weit verbreitet und in vielen verschiedenen Größen erhältlich, um für Systeme mit hohen Durchflussraten und Durchsätzen geeignet zu sein.Durch die einfache Anpassung des Flansches an den Außendurchmesser des Rohres ist die Verbindung sehr einfach zu installieren.Die Installation dieser Flansche ist etwas technisch, da zur Befestigung des Flansches am Rohr Kehlschweißungen auf beiden Seiten erforderlich sind.
5. Blindflansche
Diese Flanschtypen eignen sich gut für den Abschluss von Rohrleitungssystemen.Die Blindplatte hat die Form einer leeren Scheibe, die verschraubt werden kann.Sobald diese ordnungsgemäß installiert und mit der richtigen Dichtung kombiniert sind, sorgen sie für eine hervorragende Abdichtung und können bei Bedarf leicht entfernt werden.
6. Vorschweißflansche
Vorschweißflansche sind den Überlappungsflanschen sehr ähnlich, erfordern jedoch für die Installation eine Stumpfschweißung.Und die Integrität der Leistung dieses Systems und seine Fähigkeit, viele Male gebogen zu werden und in Hochdruck- und Hochtemperatursystemen verwendet zu werden, machen es zur ersten Wahl für Prozessrohrleitungen.
7. Spezialflansche
Dieser Flanschtyp ist der bekannteste.Es gibt jedoch eine breite Palette zusätzlicher Spezialflanschtypen, die für eine Vielzahl von Anwendungen und Umgebungen geeignet sind.Es gibt verschiedene andere Optionen wie Nipo-Flansche, Weldo-Flansche, Erweiterungsflansche, Öffnungen, lange Schweißhälse und Reduzierflansche.
5 spezielle Flanschtypen
1. WeldoFlange
Der Weldo-Flansch ist dem Nipo-Flansch sehr ähnlich, da es sich um eine Kombination aus Stumpfschweißflanschen und Abzweiganschlüssen handelt.Weldo-Flansche werden aus einem einzigen Stück massivem Schmiedestahl hergestellt, anstatt dass einzelne Teile zusammengeschweißt werden.
2. Nipo-Flansch
Nipoflange ist ein in einem Winkel von 90 Grad geneigtes Abzweigrohr. Es handelt sich um ein Produkt, das durch die Kombination von Stumpfschweißflanschen und geschmiedetem Nipolet hergestellt wird.Während es sich beim Nipo-Flansch um ein robustes Einzelstück aus geschmiedetem Stahl handelt, handelt es sich dabei nicht um zwei miteinander verschweißte unterschiedliche Produkte. Die Installation des Nipo-Flansches besteht aus dem Schweißen an den Nipolet-Teil der Ausrüstung, um das Rohr zu verlegen, und dem Verschrauben des Flansches Teil an den Flansch des Rohrstutzens durch das Rohrleitungsteam.
Es ist wichtig zu wissen, dass Nipo-Flansche in verschiedenen Materialarten erhältlich sind, wie z. B. Kohlenstoff, Hoch- und Niedertemperatur-Kohlenstoffstähle, Edelstahlsorten und Nickellegierungen. Nipo-Flansche werden meist aus verstärkter Fertigung hergestellt, was ihnen zusätzliche mechanische Eigenschaften verleiht Festigkeit im Vergleich zum Standard-Nipo-Flansch.
3. Elboflansch und Latroflansch
Elboflange ist als Kombination aus Flansch und Elbolet bekannt, während Latroflange als Kombination aus Flansch und Latrolet bekannt ist.Winkelflansche werden zum Abzweigen von Rohren im 45-Grad-Winkel verwendet.
4. Schwenkringflansche
Die Verwendung von Drehringflanschen dient dazu, die Ausrichtung der Schraubenlöcher zwischen zwei Flanschpaaren zu erleichtern, was in vielen Situationen hilfreicher ist, beispielsweise bei der Installation von Rohrleitungen mit großem Durchmesser, U-Boot- oder Offshore-Pipelines und ähnlichen Umgebungen.Diese Flanschtypen eignen sich für anspruchsvolle Flüssigkeiten in Öl, Gas, Kohlenwasserstoffen, Wasser, Chemikalien und anderen petrochemischen und wasserwirtschaftlichen Anwendungen.
Bei Rohrleitungen mit großem Durchmesser ist das Rohr an einem Ende mit einem Standard-Stumpfschweißflansch und am anderen Ende mit einem Schwenkflansch ausgestattet.Dies funktioniert durch einfaches Drehen des Schwenkflansches an der Rohrleitung, sodass der Bediener auf sehr einfache und schnellere Weise die richtige Ausrichtung der Schraubenlöcher erreicht.
Einige der wichtigsten Standards für Wirbelringflansche sind ASME oder ANSI, DIN, BS, EN, ISO und andere.Einer der beliebtesten Standards für petrochemische Anwendungen ist ANSI oder ASME B16.5 oder ASME B16.47.Schwenkflansche sind Flansche, die in allen gängigen Flansch-Standardformen verwendet werden können.Zum Beispiel Schweißhälse, Aufsteckverbindungen, Überlappungsverbindungen, Muffenschweißungen usw. in allen Materialqualitäten, in einem breiten Größenbereich von 3/8" bis 60" und Drücken von 150 bis 2500. Diese Flansche können problemlos hergestellt werden Hergestellt aus Kohlenstoff-, legierten und rostfreien Stählen.
5. Erweiterungsflansche
Expansionsflansche werden verwendet, um die Bohrungsgröße eines Rohrs von einem bestimmten Punkt zum anderen zu vergrößern, um das Rohr mit anderen mechanischen Geräten wie Pumpen, Kompressoren und Ventilen zu verbinden, die unterschiedliche Einlassgrößen haben.
Dehnungsflansche sind in der Regel stumpfgeschweißte Flansche, die am nicht geflanschten Ende ein sehr großes Loch aufweisen.Es kann verwendet werden, um nur eine oder zwei Größen oder bis zu 4 Zoll zur laufenden Rohrbohrung hinzuzufügen.Diese Flanschtypen werden gegenüber der Kombination aus Stumpfschweißreduzierstücken und Standardflanschen bevorzugt, da sie kostengünstiger und leichter sind.Eines der am häufigsten für Dehnungsflansche verwendeten Materialien ist A105 und Edelstahl ASTM A182.
Expansionsflansche sind in Druckstufen und Größen gemäß ANSI- oder ASME B16.5-Spezifikationen erhältlich, die hauptsächlich konvex oder flach (RF oder FF) erhältlich sind.Reduzierflansche, auch Reduzierflansche genannt, erfüllen im Vergleich zu Expansionsflanschen genau die entgegengesetzte Funktion, d. h. sie werden verwendet, um die Bohrungsgröße eines Rohrs zu reduzieren.Der Bohrungsdurchmesser einer Rohrstrecke kann problemlos verringert werden, jedoch nicht um mehr als 1 oder 2 Größen.Wenn versucht wird, darüber hinaus zu reduzieren, sollte eine Lösung verwendet werden, die auf einer Kombination aus stumpfgeschweißten Reduzierstücken und Standardflanschen basiert.
Flanschdimensionierung und allgemeine Überlegungen
Neben dem funktionalen Design eines Flansches ist seine Größe der Faktor, der die Flanschauswahl bei der Planung, Wartung und Aktualisierung eines Rohrleitungssystems am wahrscheinlichsten beeinflusst.Stattdessen müssen die Schnittstelle des Flansches zum Rohr und die verwendeten Dichtungen berücksichtigt werden, um die richtige Dimensionierung sicherzustellen.Darüber hinaus sind einige allgemeine Überlegungen wie folgt:
- Außendurchmesser: Der Außendurchmesser ist der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten der Flanschfläche.
- Dicke: Die Dicke wird von der Außenseite der Felge gemessen.
- Lochkreisdurchmesser: Dies ist der Abstand zwischen den relativen Schraubenlöchern, gemessen von Mitte zu Mitte.
- Rohrgröße: Die Rohrgröße ist die Größe, die dem Flansch entspricht.
- Nennbohrung: Die Nennbohrung entspricht der Größe des Innendurchmessers des Flanschanschlusses.
Flanschklassifizierung und Servicelevel
Flansche werden in erster Linie nach ihrer Fähigkeit kategorisiert, unterschiedlichen Temperaturen und Drücken standzuhalten.Die Bezeichnung erfolgt durch die Verwendung der Buchstaben oder Suffixe „#“, „lb“ oder „class“.Dabei handelt es sich um austauschbare Suffixe, die auch je nach Region oder Anbieter variieren.Gängige bekannte Klassifizierungen sind unten aufgeführt:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
Die gleichen Druck- und Temperaturtoleranzen variieren je nach verwendetem Material, Flanschdesign und Flanschgröße.Die einzige Konstante ist jedoch der Nenndruck, der mit steigender Temperatur abnimmt.
Flanschflächentyp
Die Gesichtsform ist ebenfalls ein sehr wichtiges Merkmal, das einen erheblichen Einfluss auf die endgültige Leistung und Lebensdauer des Flansches hat.Daher werden im Folgenden einige der wichtigsten Arten von Flanschflächen analysiert:
1. Flachflansch (FF)
Die Dichtungsfläche eines Flachflansches liegt in derselben Ebene wie die Oberfläche des verschraubten Rahmens.Produkte, die flache Flansche verwenden, sind in der Regel solche, die mit Formen hergestellt werden, die zum Flansch oder zur Flanschabdeckung passen.Flache Flansche sollten nicht auf umgekehrten Seitenflanschen platziert werden. ASME B31.1 besagt, dass beim Verbinden von flachen Gusseisenflanschen mit Kohlenstoffstahlflanschen die erhabene Fläche an den Kohlenstoffstahlflanschen entfernt werden muss und eine vollflächige Dichtung erforderlich ist.Dadurch soll verhindert werden, dass kleine, spröde Gusseisenflansche in den Hohlraum spritzen, der durch die erhöhte Nase des Kohlenstoffstahlflansches entsteht.
Diese Art von Flanschfläche wird bei der Herstellung von Geräten und Ventilen für alle Anwendungen verwendet, bei denen Gusseisen hergestellt wird.Gusseisen ist spröder und wird normalerweise nur für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck verwendet.Durch die ebene Fläche haben beide Flansche vollflächigen Kontakt.Flache Flansche (FF) haben eine Kontaktfläche, die auf der gleichen Höhe ist wie die Bolzengewinde des Flansches.Vollflächige Unterlegscheiben werden zwischen zwei flachen Flanschen verwendet und sind normalerweise weich.Gemäß ASME B31.3 sollten flache Flansche nicht mit erhöhten Flanschen verbunden werden, da die Gefahr einer Leckage an der resultierenden Flanschverbindung besteht.
2. Raised-Face-Flansch (RF)
Der Flansch mit erhöhter Stirnseite ist der am häufigsten in Fertigungsanwendungen verwendete Typ und leicht zu erkennen.Es wird als konvex bezeichnet, weil die Fläche der Dichtung über der Fläche des Schraubenrings liegt.Jede Art von Verkleidung erfordert die Verwendung mehrerer Arten von Dichtungen, darunter verschiedene flache Ringlaschen und Metallverbundstoffe wie spiralförmig gewickelte und doppelt ummantelte Formen.
RF-Flansche sind so konzipiert, dass sie den Druck weiter auf einen kleineren Bereich der Dichtung konzentrieren und so die Druckkontrolle der Verbindung verbessern.Durchmesser und Höhen nach Druckstufe und Durchmesser sind in ASME B16.5 beschrieben.Der Flanschdruckpegel gibt die Höhe der anzuhebenden Fläche an. RF-Flansche sollen den weiteren Druck auf einen kleineren Bereich der Dichtung konzentrieren und dadurch die Druckkontrollfähigkeit der Verbindung erhöhen. Durchmesser und Höhen nach Druckklasse und Durchmesser sind in beschrieben ASME B16.5.Druckflanschwerte.
3. Ringflansch (RTJ)
Wenn eine Metall-auf-Metall-Dichtung zwischen gepaarten Flanschen erforderlich ist (was die Voraussetzung für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen ist, also über 700/800 °C), kommt der Ring Joint Flange (RTJ) zum Einsatz.
Der Ring-Joint-Flansch verfügt über eine kreisförmige Nut, die die Ring-Joint-Dichtung (oval oder rechteckig) aufnimmt.
Wenn zwei Ringverbindungsflansche miteinander verschraubt und dann festgezogen werden, verformt die aufgebrachte Schraubenkraft die Dichtung in der Nut des Flansches und erzeugt so eine sehr dichte Metall-auf-Metall-Dichtung.Um dies zu erreichen, muss das Material der Ringgelenkdichtung weicher (duktiler) sein als das Material der Flansche.
RTJ-Flansche können mit RTJ-Dichtungen verschiedener Typen (R, RX, BX) und Profilen (z. B. achteckig/elliptisch für R-Typ) abgedichtet werden.
Die gebräuchlichste RTJ-Dichtung ist der R-Typ mit achteckigem Querschnitt, da er eine sehr starke Abdichtung gewährleistet (ovaler Querschnitt ist der ältere Typ).Das „Flat Groove“-Design akzeptiert jedoch beide Arten von RTJ-Dichtungen mit achteckigem oder ovalem Querschnitt.
4. Nut- und Federflansche (T & G)
Zwei Nut-Feder-Flansche (T- und G-Flansche) passen perfekt: Ein Flansch hat einen erhabenen Ring und der andere hat Nuten, in die sie leicht passen (die Feder geht in die Nut und dichtet die Verbindung ab).
Nut-Feder-Flansche sind in großen und kleinen Größen erhältlich.
5. Außen- und Innenflansche (M & F)
Ähnlich wie Nut- und Federflansche passen männliche und weibliche Flansche (M- und F-Flanschtypen) zueinander.
Ein Flansch hat einen Bereich, der über seine Oberfläche hinausragt, der männliche Flansch, und der andere Flansch hat passende Vertiefungen, die in die gegenüberliegende Oberfläche eingearbeitet sind, der weibliche Flansch.
Flanschoberflächenbeschaffenheit
Um einen perfekten Sitz des Flansches an der Dichtung und dem Gegenflansch zu gewährleisten, erfordert die Flanschoberfläche einen gewissen Grad an Rauheit (nur RF- und FF-Flanschoberflächen).Die Art der Rauheit der Flanschstirnfläche bestimmt die Art der „Flanschoberfläche“.
Gängige Typen sind Standard-, konzentrisch gezahnte, spiralgezahnte und glatte Flanschflächen.
Es gibt vier grundlegende Oberflächenbearbeitungen für Stahlflansche. Das gemeinsame Ziel jeder Art von Flanschoberflächenbearbeitung besteht jedoch darin, die gewünschte Rauheit auf der Flanschoberfläche zu erzeugen, um einen festen Sitz zwischen Flansch, Dichtung und Gegenflansch zu gewährleisten und so eine hochwertige Abdichtung zu gewährleisten .
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.10.2023