Was ist ein geschmiedeter Flansch?
Ein geschmiedeter Flansch ist eine mechanische Komponente, die zur Verbindung zweier separater Maschinenteile wie Rohre, Ventile, Pumpen und Gerätedüsen verwendet wird. Man kann es sich als Erweiterung einer Struktur vorstellen, die die Verbindung stärker macht und die Montage und Demontage erleichtert. Industrieflansche haben zahlreiche Einsatzmöglichkeiten, darunter die Verbindung von Blechen, Pumpen, Rohren und Strukturen, die speziell einen Zwischenverbindungspunkt erfordern, an dem eine Schraubverbindung Wartung, Inspektion und Demontage ermöglicht.
Durch Schmieden wird die Kornstruktur des Stahls an die Form des Flansches angepasst, nicht durch Schneiden aus Blech, was die Festigkeit, Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber Druck und Temperaturwechsel verbessert. Geschmiedete Flansche sind daher die Standardwahl für druckführende Verbindungen in Prozessanlagen.
Maß- und Drucknormen
Flanschabmessungen und Druckstufen werden durch anerkannte Normen definiert, sodass Flansche, Dichtungen und Schrauben aus verschiedenen Quellen zueinander passen.
| Standard | Umfang |
|---|---|
| ASME B16.5 | Rohrflansche und Flanschverbindungen, NPS 1/2 bis 24 |
| ASME B16.47 Serie A und B | Flansche mit großem Durchmesser, NPS 26 bis 60 |
| MSS SP-44 | Rohrleitungsflansche aus Stahl |
| API 605 | Flansche aus Kohlenstoffstahl mit großem Durchmesser für den Raffineriebetrieb |
| AWWA | Wasserwerksflansche für kommunale Systeme |
| DIN- und BS-Serie | Europäische Flansche, zum Beispiel DIN 2527 bis DIN 2673 und BS 4504 |
Größen und Druckklassen
Geschmiedete Flansche sind in Größen von 1/2 Zoll, 15 NB, bis zu 48 Zoll, 1200 NB erhältlich und größere Größen werden durch die Standards für große -Durchmesser abgedeckt. Die Druckklassen im imperialen System sind 150, 300, 600, 900, 1500 und 2500 Pfund, wobei die Bewertung in Pfund pro Quadratzoll Überdruck bei der Referenztemperatur ausgedrückt wird. In der europäischen Praxis werden Nenndruckbezeichnungen wie PN 6, PN 10, PN 16, PN 25 und PN 40 verwendet.
Innerhalb jeder Druckklasse sind die Flanschabmessungen, der Lochkreis, die Schraubengröße und die Mindestdicke durch die Norm festgelegt, sodass ein 300-Pfund-Flansch mit erhöhter Stirnfläche einer bestimmten Größe immer mit dem Gegenstück eines anderen Herstellers übereinstimmt.
Flanschflächentypen
Die Dichtfläche eines Flansches ist für eine dichte Verbindung von entscheidender Bedeutung und auf den Dichtungstyp abgestimmt.
| Gesichtstyp | Beschreibung |
|---|---|
| Flaches Gesicht, FF | Die Vollflächendichtung ist flach und passt zu einer Vollflächendichtung, die bei Niederdruck- und Gusseisengeräten üblich ist |
| Erhabenes Gesicht, RF | Ein erhabener kreisförmiger Bereich innerhalb des Lochkreises trägt die Dichtung, die bei Stahlflanschen am häufigsten vorkommende Fläche |
| Ringgelenk, RTJ | Eine bearbeitete Nut hält eine Metallringdichtung, die durch Verformung abdichtet und bei hohem Druck und hoher Temperatur verwendet wird |
Flansche mit erhöhter Stirnseite dominieren den allgemeinen Einsatz. Ringverbindungsflächen werden für den Einsatz bei hohem {{1}Druck und hoher-Temperatur ausgewählt, wenn eine Metall-{3}}auf--Dichtung erforderlich ist, beispielsweise bei der Öl- und Gasproduktion und im Raffineriebetrieb oberhalb der Nennleistungsgrenze von Weichdichtungen.
Materialien und Qualitäten
Geschmiedete Flansche werden aus einer breiten Palette von Stahlsorten hergestellt, die je nach Druck-, Temperatur- und Korrosionsanforderungen ausgewählt werden.
| Materialfamilie | Typische Noten |
|---|---|
| Kohlenstoffstahl | ASTM A105, A350, A181, A516 Klasse 70, A36, A694 F42 bis F70 |
| Kohlenstoffstahl mit niedriger Temperatur | ASTM A350 LF2, LF3 |
| Edelstahl | ASTM A182 Typ F304, F304L, F316, F316L, F321, F347, F310 und 904L |
| Duplex und Superduplex | ASTM A182 F44, F45, F51, F53, F55, F60, F61 |
| Legierter Stahl | ASTM A182 und A387 F1, F5, F9, F11, F12, F22, F91 |
A105 ist das Standard-Flanschmaterial aus Kohlenstoffstahl für den allgemeinen Einsatz, während A350 LF2 spezifiziert wird, wenn Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen erforderlich ist, Edelstahlsorten für korrosive Medien und Chrom-Molybdänsorten wie F11 und F22 für Wasserstoffanwendungen bei hohen Temperaturen.
Typische Anwendungen
Rohrleitungssysteme: Verbindung von Rohrstrecken, Ventilen, Pumpen, Reduzierstücken und Armaturen mit verschraubten, lösbaren Verbindungen.
Druckbehälter und Wärmetauscher: Stutzenanschlüsse, die zur Wartung und Inspektion geöffnet werden müssen.
Öl- und Gasförderung und -übertragung: Hochdruckverteiler, Bohrlochkopfverbindungen und Pipelineflansche in britischen und metrischen Nennweiten.
Wasser- und Kommunalsysteme: Flanschverbindungen für Pumpen, Ventile und Wasserleitungen mit großem{0}Durchmesser gemäß AWWA-Praxis.
Auswahl- und Installationspunkte
Wählen Sie die Druckklasse anhand des Auslegungsdrucks und der Auslegungstemperatur anhand der Bewertungstabellen der geltenden Norm aus und wählen Sie das Material anhand der Prozesskorrosivität und der Mindestauslegungstemperatur aus.
Passen Sie den Flächentyp an die Dichtung an: erhabene Fläche für Standard-Spiraldichtungen oder Flachdichtungen, Ringverbindung für Metallringdichtungen und flache Fläche beim Anschluss an Gusseisen- oder Kunststoffgeräte mit flacher Fläche, um eine übermäßige{2}Beanspruchung des Gegenflansches zu vermeiden.
Richten Sie bei der Installation die Flansche gerade aus, verwenden Sie das richtige Schraubenmaterial und die richtige Anzugsreihenfolge und verwenden Sie niemals einen Flansch mit erhöhter Fläche gegen eine flache Fläche ohne eine vollflächige Dichtung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen einem geschmiedeten Flansch und einem Plattenflansch?
Ein geschmiedeter Flansch wird durch Schmieden geformt, was den Kornfluss ausrichtet und die Festigkeit und Zähigkeit verbessert, während ein Plattenflansch aus flachem Blech geschnitten wird und im Allgemeinen weniger teuer ist, aber bei gleicher Dicke eine geringere Festigkeit aufweist.
Was bedeuten 150, 300 oder 600 Pfund an einem Flansch?
Die Zahl gibt die Druckklasse des Flansches an und entspricht in etwa seinem Nenndruck in psi bei der Referenztemperatur. Der tatsächlich zulässige Druck nimmt mit steigender Temperatur gemäß den Bewertungstabellen der Norm ab.
Was ist der Unterschied zwischen RF- und RTJ-Flanschen?
RF, erhabene Fläche, verwendet eine weiche oder spiralförmig gewickelte Dichtung, die auf einer erhabenen Oberfläche sitzt, während RTJ, Ringverbindung, eine Metallringdichtung verwendet, die für höhere Drücke und Temperaturen in eine maschinell bearbeitete Nut komprimiert wird.
Welches Material wird für den Einsatz von Flanschen bei niedrigen Temperaturen verwendet?
ASTM A350 LF2 ist das Standard-Flanschmaterial aus Kohlenstoffstahl für niedrige Temperaturen, mit LF3 für niedrigere Temperaturen. Diese Sorten werden schlagzäh getestet, um die Zähigkeit bei der Auslegungstemperatur zu gewährleisten.
Können Edelstahlflansche mit Kohlenstoffstahlrohren verwendet werden?
Ja, aber die Verbindung aus gemischten Materialien muss vor galvanischer Korrosion geschützt werden, typischerweise durch die Verwendung geeigneter Dichtungen und bei Bedarf durch Isolierung der unterschiedlichen Metalle in aggressiven Umgebungen.
In welchem Größenbereich sind geschmiedete Flansche erhältlich?
Geschmiedete Standardflansche reichen von 1/2 Zoll bis 48 Zoll, wobei größere Größen gemäß ASME B16.47 und entsprechenden Standards für große Durchmesser für schwere Rohrleitungen und Wasserversorgung erhältlich sind.