Inleiding tot flenzen

Flenzen worden gebruikt wanneer de leidingverbinding moet worden gedemonteerd. Deze worden vooral toegepast bij apparaten, kleppen en specialismen. In bepaalde pijpleidingen waar regelmatig onderhoud plaatsvindt, worden op bepaalde tijdstippen uitbreekflenzen aangebracht. Een flensverbinding bestaat uit drie afzonderlijke en onafhankelijke, hoewel onderling verbonden componenten; de flenzen, de pakkingen en de bouten. Er zijn speciale controles nodig bij de selectie en toepassing van al deze elementen om een ​​lekvrije verbinding te bereiken.

Classificatie van flenzen gebeurt als volgt op verschillende alternatieve manieren;

Gebaseerd op pijpbevestiging

Flenzen kunnen worden geclassificeerd op basis van de bevestigingsmethode aan de leidingen, zoals hieronder;

Opsteekflens –

De Slip On-flenzen worden bevestigd door twee hoeklassen, zowel binnen als buiten de flens. De berekende sterkte van een Slip On-flens onder interne druk ligt in de orde van tweederde van die van Welding Neck-flenzen, en hun levensduur onder vermoeiing is ongeveer een derde van die van laatstgenoemde. Normaal gesproken zijn deze flenzen gesmeed uitgevoerd en voorzien van een naaf. Soms worden deze flenzen uit platen vervaardigd en zijn ze niet voorzien van de naaf. Het nadeel van de flens is dat een combinatie van flens en elleboog of flens en T-stuk niet mogelijk is omdat genoemde fittingen geen recht uiteinde hebben dat volledig in de Slip glijdt Op flens.

Socket-lasflens –

De Socket Weld-flenzen zijn slechts met één hoeklas aan de buitenkant bevestigd en worden niet aanbevolen voor zware toepassingen. Deze worden alleen gebruikt voor lijnen met een klein kaliber. Hun statische sterkte is gelijk aan Slip On-flenzen, maar hun vermoeiingssterkte is 50% groter dan die van dubbelgelaste Slip On-flenzen. De dikte van de verbindingsbuis moet voor dit type flenzen worden gespecificeerd om de juiste boringafmetingen te garanderen. Bij moflasflens moet vóór het lassen een ruimte worden gecreëerd tussen de flens of fitting en de buis. ASME B31.1 Voorbereiding voor lassen (E) Socket Weld Assembly zegt:Bij het monteren van de verbinding vóór het lassen moet de pijp of buis tot de maximale diepte in de mof worden gestoken en vervolgens ongeveer 1,6 mm (1/16") verwijderd worden van het contact tussen het uiteinde van de pijp en de schouder van de mof.Het doel van de bodemspeling bij een Socket Weld is meestal het verminderen van de restspanning aan de basis van de las die zou kunnen optreden tijdens het stollen van het lasmetaal. Op de afbeelding ziet u de X-maat voor de uitzettingsvoeg. Het nadeel van een socket weld flens is de opening, die gemaakt moet worden. Bij corrosieve producten, en vooral bij RVS leidingsystemen, kan de scheur tussen leiding en flens corrosieproblemen geven. Bij sommige processen is deze flens ook niet toegestaan.

Geschroefde flens –

De geschroefde of schroefdraadflenzen worden gebruikt op pijpleidingen waar niet kan worden gelast. Een draadflens of fitting is niet geschikt voor een leidingsysteem met dunne wanddikte, omdat het snijden van draad op een buis niet mogelijk is. Er moet dus een dikkere wanddikte worden gekozen. ASME B31.3 Piping Guide zegt:
Wanneer stalen buizen zijn voorzien van schroefdraad en worden gebruikt voor stoomtoepassingen boven 250 psi of voor watertoepassingen boven 100 psi met watertemperaturen boven 220 graden F, moet de buis naadloos zijn en een dikte hebben die ten minste gelijk is aan schema 80 van ASME B36.10.Socketlassen en flenzen met schroefdraad worden niet aanbevolen voor service boven 250 graden en onder -45 C.

Overlappingsflens –

De Lap-verbindingsflenzen worden gebruikt met stompe uiteinden wanneer leidingen van kostbaar materiaal zijn. In een RVS leidingsysteem kan bijvoorbeeld een koolstofstalen flens worden toegepast, omdat de flens niet in contact komt met het product in de leiding. De stompe uiteinden worden aan de leiding gelast en de flenzen worden daarover los gehouden. De binnenradius van deze flenzen is afgeschuind om de straal van het stompeinde vrij te maken. Deze flenzen zijn vrijwel identiek aan een Slip On-flens, met uitzondering van een straal op de kruising van het flensvlak en de boring om het geflensde gedeelte van het stompeinde op te nemen . Hun drukvasthoudend vermogen is weinig of geen beter dan dat van Slip On-flenzen en de levensduur van de montage is slechts een tiende van die van Weld Neck-flenzen. Zo worden deze flensverbindingen toegepast in lagedruk- en niet-kritische toepassingen.

Lasnekflens –

Lasnekflenzen zijn gemakkelijk te herkennen aan de lange, taps toelopende naaf, die vanaf een buis of fitting geleidelijk overgaat naar de wanddikte. De lange, taps toelopende naaf biedt een belangrijke versterking voor gebruik in verschillende toepassingen met hoge druk, temperaturen onder nul en/of verhoogde temperaturen. De soepele overgang van flensdikte naar buis- of fittingwanddikte, veroorzaakt door de conus, is uiterst gunstig, onder omstandigheden van herhaald buigen, veroorzaakt door lijnuitzetting of andere variabele krachten. Deze flenzen zijn geboord om te passen bij de binnendiameter van de bijpassende buis of fitting er zal dus geen beperking van de productstroom zijn. Dit voorkomt turbulentie ter plaatse van de verbinding en vermindert erosie. Ze zorgen ook voor een uitstekende spanningsverdeling door de taps toelopende naaf. De Weld-nekflenzen worden door stomplassen aan de buizen bevestigd. Deze worden voornamelijk gebruikt voor kritieke diensten waarbij alle lasverbindingen radiografische inspectie vereisen. Bij het specificeren van deze flenzen moet naast de flensspecificatie ook de dikte van het lasuiteinde worden gespecificeerd.

 

Blinde flens –

Blinde flenzen worden vervaardigd zonder boring en worden gebruikt om de uiteinden van leidingen, kleppen en drukvatopeningen af ​​te dichten. Vanuit het oogpunt van interne druk en boutbelasting zijn blinde flenzen, vooral in de grotere maten, de meest belaste flenstypes. De meeste van deze spanningen zijn echter buigtypes nabij het midden, en aangezien er geen standaard binnendiameter bestaat, zijn deze flenzen geschikt voor toepassingen met hogere druktemperaturen.

Reduceerflens –

De verloopflenzen worden gebruikt om grotere en kleinere maten met elkaar te verbinden zonder gebruik van een verloopstuk. In het geval van reducerende flenzen moet de dikte van de flens die van de grotere diameter zijn. Deze flenzen worden normaal gesproken geleverd in blinde, opsteek-, schroefdraad- en lasnekflenzen. Ze zijn verkrijgbaar in alle drukklassen en bieden een goed alternatief voor het aansluiten van twee verschillende buismaten. Dit type flens mag niet worden gebruikt als een abrupte overgang ongewenste turbulentie zou veroorzaken, zoals bij een pomp.

Integrale Flens –

Integrale flenzen zijn flenzen die samen met de mondstukhals of de tank- of pijpwand zijn gegoten, daaraan stompgelast zijn of door andere vormen van boog- of gaslassen zijn bevestigd, van een zodanige aard dat de flens en de mondstukhals of het vat of de pijp muur wordt beschouwd als het equivalent van een integrale constructie. Bij gelaste constructies wordt de mondstukhals of de vat- of pijpwand als knooppunt beschouwd. De dikte van integraal gegoten flenzen en aangelaste flenzen verschilt in bepaalde maten.

Gebaseerd op geconfronteerd worden

De flenzen kunnen ook worden geclassificeerd op basis van de bekledingen, zoals hieronder:

Verhoogde vlakflens (RF) –

De Raised Face-flens is het meest voorkomende type dat wordt gebruikt in procesinstallatietoepassingen en is gemakkelijk te identificeren. Er wordt naar verwezen als een verhoogd vlak omdat de pakkingoppervlakken zich boven het vlak van de boutcirkel bevinden. Dit vlaktype maakt het gebruik van een brede combinatie van pakkingontwerpen mogelijk, waaronder typen platte ringplaten en metalen composieten zoals spiraalgewonden en dubbelwandige typen. Het doel van een RF-flens is om meer druk te concentreren op een kleiner pakkingoppervlak en daardoor het drukbehoudvermogen van de verbinding te vergroten. Voor 150# en 300# flenzen is het verhoogde vlak 1,6 mm (1/16 inch) en is inbegrepen in de gespecificeerde dikte. Voor een hogere beoordeling omvat de flensdikte niet de dikte van het verhoogde vlak. De verhoogde vlakdikte voor een hogere beoordeling is 6,4 mm (1/4 inch). De typische flensvlakafwerking voor ASME B16.5 RF-flenzen is 125 tot 250µin Ra (3 tot 6µm Ra).

Vlakke flens (FF) –

De Flat Face-flens heeft een pakkingoppervlak in hetzelfde vlak als het boutcirkelvlak. Toepassingen waarbij platte flenzen worden gebruikt, zijn vaak die waarbij de passende flens of flensfitting is gemaakt van een gietstuk. Vlakke flenzen mogen nooit met bouten aan een verhoogde vlakflens worden bevestigd. ASME B31.1 zegt dat bij het verbinden van gietijzeren flenzen met een plat oppervlak op flenzen van koolstofstaal, het verhoogde oppervlak op de koolstofstalen flens moet worden verwijderd en dat een pakking met volledig oppervlak vereist is. Dit is om te voorkomen dat de dunne, broze gietijzeren flens in de opening springt die wordt veroorzaakt door het verhoogde oppervlak van de koolstofstalen flens.

Ringtype verbinding (RTJ) –

De Ring Type Joint-flenzen worden doorgaans gebruikt bij hoge druk (klasse 600 en hogere classificatie) en/of hoge temperaturen boven 800 graden F (427 graden). Ze hebben groeven in hun gezichten gesneden waarin ringpakkingen zijn geplaatst. De flenzen sluiten af ​​wanneer aangedraaide bouten de pakking tussen de flenzen in de groeven samendrukken, waardoor de pakking wordt vervormd om intiem contact te maken in de groeven, waardoor een metaal-op-metaal afdichting ontstaat. Een RTJ-flens kan een verhoogd oppervlak hebben met daarin een ringgroef. Dit verhoogde vlak dient niet als onderdeel van de afdichtingsmiddelen. Bij RTJ-flenzen die afdichten met ringpakkingen kunnen de verhoogde vlakken van de aangesloten en vastgedraaide flenzen met elkaar in contact komen. In dit geval zal de samengedrukte pakking geen extra belasting dragen buiten de boutspanning; trillingen en beweging kunnen de pakking niet verder verpletteren en de verbindingsspanning verminderen.

Ringtype Gezamenlijke pakkingen zijn metalen afdichtringen, geschikt voor toepassingen onder hoge druk en hoge temperaturen. Ringtype Joint-pakkingen zijn ontworpen om af te dichten door "initieel lijncontact" of wigwerking tussen de bijpassende flens en de pakking. Door druk uit te oefenen op de afdichtingsinterface door middel van boutkracht, vloeit het "zachtere" metaal van de pakking in de microfijne structuur van het hardere flensmateriaal, waardoor een zeer strakke en efficiënte afdichting ontstaat. Het meest toegepaste type is stijlRring die is vervaardigd in overeenstemming met ASME B16.20, gebruikt met ASME B16.5 flenzen, klasse 150 tot 2500. Stijl "R" ringvormige verbindingen worden vervaardigd in zowel ovale als achthoekige configuraties.

De achthoekige doorsnede heeft een hogere afdichtingsefficiëntie dan de ovale en zou de voorkeurspakking zijn. De afdichtingsoppervlakken op de ringverbindingsgroeven moeten glad afgewerkt zijn tot 63 microinch en vrij zijn van hinderlijke ribbels, gereedschaps- of klapsporen. Ze sluiten af ​​door een eerste lijncontact of een wigwerking wanneer de samendrukbare krachten worden uitgeoefend. De hardheid van de ring moet altijd kleiner zijn dan de hardheid van de flenzen.

Voor meer informatie over pakkingen, ga naar: Inleiding tot pakkingen.

Tong en groef (T/G)–

Eén flensvlak heeft een verhoogde ring (tong) die op het flensvlak is machinaal bewerkt, terwijl de bijpassende flens een bijpassende verdieping (groef) heeft die in zijn vlak is machinaal bewerkt. De tong- en groefvlakken van deze flenzen moeten op elkaar afgestemd zijn. Tand-en-groefbekledingen zijn gestandaardiseerd in zowel grote als kleine typen. Ze verschillen van mannelijk en vrouwelijk doordat de binnendiameters van de messing-en-groef zich niet uitstrekken tot in de flensbasis, waardoor de pakking op zijn binnen- en buitendiameter wordt vastgehouden. Deze worden vaak aangetroffen op pompdeksels en klepkappen. Tong-en-groefverbindingen hebben ook het voordeel dat ze zelfuitlijnend zijn en fungeren als reservoir voor de lijm. De sjaalverbinding houdt de belastingsas in lijn met de verbinding en vereist geen grote machinale bewerking.

Man en vrouw (M/V)–

Bij dit type moeten ook de flenzen op elkaar afgestemd zijn. Eén flensvlak heeft een gebied dat verder reikt dan het normale flensvlak (mannelijk). Op de andere flens of tegenflens is een bijpassende uitsparing (vrouwelijk) in de voorkant aangebracht. Het vrouwelijke gezicht is 3/16-inch diep, het mannelijke gezicht is 1/4-inch hoog, en beide zijn glad afgewerkt. De buitendiameter van het vrouwelijke vlak zorgt ervoor dat de pakking wordt gelokaliseerd en vastgehouden. Aangepaste mannelijke en vrouwelijke bekledingen worden vaak aangetroffen op de warmtewisselaarbehuizing om flenzen te kanaliseren en af ​​te dekken. Het vrouwengezicht en het mannengezicht zijn glad afgewerkt. De buitendiameter van het vrouwelijke vlak zorgt ervoor dat de pakking wordt gelokaliseerd en vastgehouden.

Algemene flensvlakken zoals de RTJ, T&G en de F&M mogen nooit aan elkaar worden geschroefd. De reden hiervoor is dat de contactoppervlakken niet bij elkaar passen en dat er geen pakking bestaat met het ene type aan de ene kant en een ander type aan de andere kant.

Gebaseerd op druk-temperatuurclassificatie

De flenzen worden ook geclassificeerd op basis van de druktemperatuur in ASME B 16.5, zoals hieronder;

• 150#
• 300#
• 400#
• 600#
• 900#
• 1500#
• 2500#

Druktemperatuurgrafieken, in de standaard ASME B 16.5, specificeren de niet-schokwerkoverdruk waaraan de flens kan worden blootgesteld bij een bepaalde temperatuur. Flenzen zijn bestand tegen verschillende drukken bij verschillende temperaturen. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de drukwaarde van de flens af. De aangegeven drukklasse van 150#, 300#, etc. zijn de basiswaarden en de flenzen zijn bestand tegen hogere drukken bij lagere temperaturen. ASME B 16.5 geeft de toelaatbare druk aan voor verschillende constructiematerialen ten opzichte van de temperatuur. ASME B16.5 raadt het gebruik van 150# flenzen boven 400 graden F (200 graden) niet aan. De drukklasse of classificatie voor flenzen wordt aangegeven in ponden. Er worden verschillende namen gebruikt om een ​​drukklasse aan te duiden. Bijvoorbeeld: 150 Lb of 150 Lbs of 150# of Klasse 150, het betekent allemaal hetzelfde.

Gebaseerd op gezichtsafwerking

Er zijn twee soorten afwerkingen op de bekledingen.

Voorraadafwerking–

De meest gebruikte flensoppervlakafwerking, omdat deze praktisch geschikt is voor alle normale gebruiksomstandigheden. Onder compressie zal het zachte oppervlak van een pakking in deze afwerking worden ingebed, wat helpt een afdichting te creëren, en er wordt een hoge mate van wrijving gegenereerd tussen de pasvlakken. De afwerking voor deze flenzen wordt gegenereerd door een gereedschap met ronde neus met een radius van 1,6 mm en een voedingssnelheid van 0,8 mm per omwenteling tot 12 inch. Voor de maten 14 inch en groter wordt de afwerking uitgevoerd met een gereedschap met ronde neus van 3,2 mm bij een voeding van 1,2 mm per omwenteling.

Flens met gladde afwerking–

Deze afwerking vertoont geen visueel zichtbare gereedschapsmarkeringen. Deze afwerkingen worden doorgaans gebruikt voor pakkingen met een metalen oppervlak, zoals dubbelwandig, vlak staal en gegolfd metaal. De gladde oppervlakken passen bij elkaar om een ​​afdichting te creëren en zijn afhankelijk van de vlakheid van de tegenoverliggende vlakken om een ​​afdichting te bewerkstelligen. Dit wordt doorgaans bereikt door het contactoppervlak van de pakking te laten vormen door een continue (ook wel fonografische) spiraalvormige groef gegenereerd door een gereedschap met ronde neus met een straal van {{0}},8 mm en een voedingssnelheid van {{5} }.3 mm per omwenteling met een diepte van 0,05 mm. Dit resulteert in een ruwheid tussen Ra 3,2 en 6,3 micrometer (125 – 250 micro inch).

Gekartelde afwerking–

Dit is ook een doorlopende of fonografische spiraalvormige groef, maar verschilt van de standaardafwerking doordat de groef doorgaans wordt gegenereerd met behulp van een 90-graden gereedschap dat een "V"-geometrie creëert met een hoek van 45 graden. De kartels op de bekleding kunnen concentrisch of spiraalvormig (fonografisch) zijn. Er wordt aangedrongen op concentrische kartels voor de afwerking van het oppervlak wanneer de getransporteerde vloeistof een zeer lage dichtheid heeft en een lekpad door de holte kan vinden. De karteling wordt gespecificeerd door het getal, dat de rekenkundig gemiddelde ruwheidshoogte (AARH) is. Dit is het rekenkundig gemiddelde van de absolute waarden van gemeten profielhoogteafwijkingen genomen binnen de bemonsteringslengte en gemeten vanaf de grafische middellijn.

De flenzen met gladde afwerking zijn gespecificeerd wanneer metalen pakkingen zijn gespecificeerd en een gekartelde afwerking is voorzien wanneer een niet-metalen pakking wordt geleverd.

Gebaseerd op constructiemateriaal

De flenzen worden normaal gesproken gesmeed, behalve in zeer enkele gevallen waarin ze uit platen zijn vervaardigd. Wanneer platen voor de fabricage worden gebruikt, moeten deze van lasbare kwaliteit zijn. ASME B16.5 staat toe dat alleen reduceerflenzen en blindflenzen uit plaat worden vervaardigd. De normaal gebruikte constructiematerialen zijn als volgt:

• ASTM A105 – Gesmeed koolstofstaal
• ASTM A181 – Gesmeed koolstofstaal voor algemeen gebruik
• ASTM A182 – Gesmeed gelegeerd staal en roestvrij staal
• ASTM A350 – Gesmeed gelegeerd staal voor toepassingen bij lage temperaturen