Wat zijn flenzen?

● Inleiding tot flenzen

Een pijpflens verbindt leidingen en componenten in een leidingsysteem door middel van boutverbindingen en pakkingen. De meest gebruikte flenzen zijn lasnekflens, opschuifflens, blindflens, moflasflens, schroefdraadflens en overlappende verbindingsflens (RTJ-flens). Dit type verbinding in een pijpflens zorgt voor gemakkelijke demontage en scheiding voor reparatie en regelmatig onderhoud. De meest voorkomende specificatie voor koolstofstaal en roestvrijstalen flens is ANSI B16.5 / ASME B16.5.

Metalen flenzen worden vaak gebruikt voor industriële, commerciële en institutionele toepassingen. Stalen buisflenzen zijn verkrijgbaar in verschillende stijlen en drukklassen. Metalen flenzen zijn geclassificeerd van 150 tot 2500 # rating. Naast het specificeren van de drukklasse, vereisen bepaalde flenzen zoals lasnekflens en moflasflens ook het specificeren van het leidingschema. Dit zorgt ervoor dat de buisboring overeenkomt met de boring van de lashals of moflasflens.

SSM biedt een breed scala aan pijpflenzen in koolstofstaal, roestvrij staal en nikkellegeringen. We kunnen ook speciale flenzen leveren, zoals een lange lasnekflens, speciaal materiaalverzoek en buisflenzen met een hoog rendement.

De classificatie van flenzen gebeurt als volgt op verschillende alternatieve manieren;

● Gebaseerd op pijpbevestiging

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

● Flens voor lassen van nek

Een lasnekflens (ook wel een 'lasnekflens' genoemd) staat bekend om zijn lange taps toelopende naaf, die zorgt voor mechanische sterkte (handig om 'dishing' en 'buiging' te weerstaan). Lasnekflenzen zijn flenzen met een hoge integriteit en zijn verkrijgbaar in alle maten, alle gangbare vlaktypes (plat, verhoogd, RTJ) en alle klassen. Vanwege de sterkte van de naaf en de integriteit van de las, is dit type flens zeer geschikt voor toepassingen met verhoogde temperatuur en druk.

● Instapflenzen

Slip-on flenzen, ook wel 'hubbed flenzen' genoemd, hebben een naaf met een zeer laag profiel. Dit type flens is meestal verbonden met een pijp door middel van één of twee hoeklassen (één buiten de flens en één binnen de flens), het is echter mogelijk om slechts één enkele las te gebruiken. Opsteekflenzen worden in vele maten geproduceerd en zijn favoriet bij toepassingen met lagere druk (ASME-klasse kleiner dan of gelijk aan 600). De boring van een opsteekflens (binnendiameter) is groter dan die van de verbindingsleiding, waardoor deze op de leiding kan schuiven/glijden (op de leiding schuiven). Er is geen volledige penetratielas tussen de buis en de flens, dus er zijn beperkingen voor het gebruik ervan vanwege een lagere lasintegriteit.

● Contactdooslasflenzen

Moflasflenzen hebben een mof waarin een buis wordt gestoken; de buis wordt vastgezet met één hoeklas die zich aan de buitenkant van de flensnaaf bevindt. Een belangrijk nadeel van dit type flens is dat het niet wordt beschouwd als een verbinding met hoge integriteit omdat de las moeilijk te bewijzen is; dus socket weld flenzen zijn alleen geschikt voor lage tot middelgrote klassen (Kleiner dan of gelijk aan ASME 600). Door hun geringere integriteit en ongeschiktheid voor gebruik bij hogere drukken, hebben socket weld flenzen bijna altijd platte of verhoogde vlakken. Moflasflenzen zijn ontworpen voor kleine nominale buisafmetingen (kleiner dan of gelijk aan 4 inch, kleiner dan of gelijk aan 10 cm) en zijn gebruikelijk voor ½ tot 2-inch buisafmetingen (1,3 tot 5 cm buisafmetingen). De mechanische sterkte van een socket weld flens is vergelijkbaar met die van een slip-on flens, maar de slip-on flens kan twee lassen gebruiken.

● Flens met schroefdraad

Het schroefdraadflensontwerp (ook wel 'schroefflens' genoemd) gebruikt een schroefdraad om de flens aan een buis te verbinden. Een buitendraad wordt op een pijpuiteinde gesneden terwijl een binnendraad in de boring van de flens wordt gesneden; de buis met mannelijke schroefdraad wordt vervolgens in de flens met vrouwelijke schroefdraad geschroefd.

Hoewel het ontwerp van de flens met schroefdraad verkrijgbaar is in vele maten en drukwaarden, wordt het voornamelijk gebruikt voor kleine leidingsystemen, dwz kleiner dan of gelijk aan 4 inch. Het gebruik ervan is ook typisch beperkt tot niet-toxische systemen, lagedruksystemen en lagetemperatuursystemen. Flenzen met schroefdraad van ½ inch tot 2-inch komen veel vaker voor dan maten van 2 inch en groter. Vanwege hun toepassingen met lagere druk, gebruiken flenzen met schroefdraad alleen platte en verhoogde vlakken. Ze zijn niet geschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen omdat de schroefdraadgeometrie zou vervormen, wat vaak tot lekkage leidt.

● Blinde flens

Aan het einde van een leidingsysteem wordt een blindflens (ook wel 'afsluitplaatflens' genoemd) geïnstalleerd om een ​​leiding af te sluiten. Het heeft geen middengat (boring), dus er is geen stroming door de flens. Een blindflens kan worden gebruikt voor het isoleren van een leiding, klep of drukvat. Dit type flens is verkrijgbaar in alle maten en klassen en kan een vlak, verhoogd of ringvormig verbindingsvlak gebruiken.

Een blinde flens kan een stuiklaskap vervangen als een verlenging van de leiding nodig is, of als een leidinginspectie nodig is (verwijder de blinde flens om toegang te krijgen tot de binnenkant van de leiding). Dit type flens kan ook worden gebruikt als toegangspunt voor de stang op afvoersystemen. Afhankelijk van de toepassing kan een blindflens worden geboord en als opsteekflens worden gebruikt, of worden getapt en als schroefdraadflens worden gebruikt.

● Overlap gezamenlijke flens (LJF)

Een lap joint flens (LJF) is een samenstel van twee elementen met een stomp en een lap joint ring flens (ook wel een 'lap joint flange' genoemd). Om technisch correct te zijn, maakt het stompuiteinde geen deel uit van een overlappende verbindingsflens. Een lapverbindingsflens wordt echter altijd gebruikt in combinatie met een stomp, dus beide delen worden vaak gezamenlijk een 'lapverbindingsflens' genoemd. Door hun ontwerp hebben overlappende flenzen altijd een vlak oppervlak met een glad oppervlak. Maar in combinatie met het stompuiteinde wordt het resulterende afdichtvlak verhoogd. Dit gebeurt omdat het afdichtvlak van het stompuiteinde zich boven het boutvlak van de flens bevindt. De overlappende verbindingsflens heeft geen afdichtvlak, alleen het stompuiteinde heeft het afdichtvlak. Het afdichtvlak van een stomp kan vlak, gekarteld of gegroefd zijn om een ​​ringvormige verbinding mogelijk te maken.

Om een ​​flens van een overlappende verbindingsring en een stomp te monteren, moet de stomp in de boring van de flensring schuiven en vervolgens stomp aan de buis worden gelast. Een kant van het stompuiteinde vormt het afdichtingsvlak, terwijl de tegenoverliggende/achterkant van het stompuiteinde tegen de overlappende verbindingsflensring drukt (wanneer de flens is gemonteerd). De flensring van de overlappende verbinding kan vrij roteren nadat het stompuiteinde aan de buis is gelast, dit komt omdat het niet fysiek met het stompuiteinde is verbonden. Nadat de flensverbinding is gemonteerd, kan de overlappende verbindingsring niet meer vrij draaien.

Andere flenstypes die veel ingenieurs zullen tegenkomen, zijn de mannelijke en vrouwelijke, en messing- en groeftypes. Minder gebruikelijke typen zijn onder meer de ontwerpen voor de opening, de expander, de reductie en de lange lasnekflens.

Flensuiteinden kunnen worden geschroefd, gelast of gelept (metaal op metaal contact) op de bijbehorende leidingen.

Overzicht flenstypes

Enkele belangrijke informatie over flenstypes is verzameld in de onderstaande tabel. Hoewel in de tabel ASME-normen worden genoemd, zijn er alternatieve internationale en nationale normen beschikbaar (DIN, EN enz.). ASME is echter de meest algemeen aanvaarde organisatie voor leidingnormen en om deze reden zijn haar normen aangehaald.

In onderstaande tabel geeft de kolom 'Gezichten' het gebruikelijke afdichtingsvlak aan dat per flenstype is gekozen. Er kunnen echter uitzonderingen op de regel zijn, afhankelijk van het flenstype. De tabel moet worden behandeld als een algemene overzichtstabel, terwijl specifieke informatie moet worden gezocht in relevante normen.

● Gebaseerd op het onder ogen zien

Er zijn drie veelvoorkomende typen flensvlakken, de gewone/platte, verhoogde en ringvormige verbinding (RTJ). Er bestaan ​​andere soorten flensvlakken, voornamelijk de ontwerpen met tong-en-groef (T&G), Lap Joint en Male-and-Female (M&F), maar deze zijn minder populair. Leidingnormen definiëren de exacte geometrie, afmetingen, materiaal en oppervlakteafwerking van een flensvlak.

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

● Verhoogde flens (RF)

Een flens met verhoogd vlak (RF) heeft een cirkelvormig afdichtingsvlak dat uitsteekt uit het boutcirkelvlak van de flens. Verhoogde flenzen zijn verkrijgbaar in alle drukklassen, en dus voor een breed scala aan druk- en temperatuurclassificaties. RF-flenzen zijn het meest voorkomende type flens dat wordt gebruikt in de olie- en gasindustrie en de chemische industrie.

RF-flenzen gebruiken gekartelde afdichtingsoppervlakken met niet-metalen of semi-metalen pakkingen. Het afdichtvlak van een RF-flens loopt van de binnendiameter van de flens tot de buitendiameter van het verhoogde vlak. Een typische pakking voor RF-flenzen is een pakking van grafietstaal met een temperatuurclassificatie tot 400⁰C (750⁰F) en een drukclassificatie tot 250 bar (3.625 psi).

De hoogte van het verhoogde vlak boven het vlak van het boutvlak wordt bepaald door de klasse van de flens en de norm waaruit het is afgeleid. Voor de ASME B16.5-norm hebben stalen flenzen in de klassen 150 en 300 een verhoogde kophoogte van 1/16 inch (1,6 mm); stalen flenzen die klasse 300 overschrijden, gebruiken een verhoogd oppervlak van 1/4 inch (6,4 mm). In een ideale wereld zou de hoogte van een verhoogd gezicht toenemen naarmate de klasse toeneemt, maar dit komt niet voor in de meeste normen; het is echter een logische generalisatie.

●Vlakke Flens (FF)

Flat face (FF) flenzen gebruiken niet-metalen pakkingen (zachte pakkingen) en moeten altijd een gekarteld afdichtingsoppervlak hebben. Dit type flens is zeer geschikt voor lagedruktoepassingen en wordt gebruikt voor drukklassen 125 en 250.

Pakkingen worden direct op het voorste afdichtingsvlak van het flensblad geïnstalleerd, dwz op hetzelfde vlak als het boutcirkelvlak. Het afdichtingsgebied van de pakking loopt van de binnenflensdiameter tot de buitenflensdiameter. Typische materialen voor zachte pakkingen zijn doorgaans geschikt tot 100 C (212 ⁰F) en niet meer dan 20 bar (290 psi) druk. Omdat platte flenzen zo'n groot afdichtingsgebied gebruiken, zijn ze op maat gemaakt. Vlakke flenspakkingen kunnen eenmaal geïnstalleerd niet draaien vanwege de penetratie van de boutgaten door de pakking. Door de grote afmeting van het afdichtvlak zijn vlakke flenzen bestand tegen mechanische vervorming (buigen, buigen etc.).

Flenzen met een plat vlak mogen nooit worden gecombineerd met flenzen met een verhoogd oppervlak, vooral als de flens met een verhoogd oppervlak is vervaardigd uit een harder materiaal.

● Ringtype verbinding (RTJ)

Ring-type joint (RTJ) flanges are a variation of the raised face flange design. RTJ flanges are typically used for more severe applications, particularly for high pressure systems, and/or high temperature systems (>750⁰C / 1.382⁰F). Het is mogelijk om RTJ-flenzen in alle drukklassen te gebruiken, maar ze worden meestal gebruikt voor klasse 900 en hoger.

Het verschil tussen een RTJ-flens en een flens met verhoogd oppervlak is de manier waarop een afdichting wordt verkregen. Metalen pakkingen (hard) worden gebruikt met RTJ-flenzen, terwijl pakkingen met verhoogd oppervlak zachte of semi-metalen pakkingen gebruiken. Er zijn drie hoofdverbindingen van het ringtype, dit zijn R, RX en BX; we zullen ons concentreren op het R-type verbinding omdat dit verreweg de meest voorkomende is.

R-type RTJ-pakkingen zijn cirkelvormig met een ovaal of achthoekig profiel/lichaam; het achthoekige profiel verkrijgt de meest efficiënte afdichting en is het modernere ontwerp. Er wordt een groef in het oppervlak van een RTJ-flens gefreesd en de bijbehorende pakking wordt in deze groef geïnstalleerd. Wanneer de flens is gemonteerd, drukken de twee pasvlakken de pakking samen totdat deze vervormt en een metaal-op-metaal afdichting wordt gevormd. Als de flens correct is gemonteerd, mogen de twee bijpassende RTJ-flenzen niet fysiek met elkaar in contact komen.

RTJ-pakkingen worden vaak gemaakt van een materiaal dat iets zachter is dan dat van de flens. Omdat het pakkingmateriaal zachter is, vervormt het bij een lagere druk dan de flens, dit zorgt ervoor dat het de pakking is die vervormt om de afdichting te maken in plaats van dat de flens rond de pakking vervormt.

● Tong en groef (T/G)

Eén flensvlak heeft een verhoogde ring (Tong) die op het flensvlak is bewerkt, terwijl de bijpassende flens een bijpassende indrukking (Groef) heeft die in het vlak is bewerkt. De tong- en groefvlakken van deze flenzen moeten op elkaar zijn afgestemd. Tong-en-groef bekledingen zijn gestandaardiseerd in zowel grote als kleine uitvoeringen. Ze verschillen van mannelijk en vrouwelijk doordat de binnendiameters van de tand-en-groef zich niet uitstrekken in de flensbasis, waardoor de pakking op zijn binnen- en buitendiameter wordt vastgehouden. Deze worden vaak aangetroffen op pompdeksels en ventielkappen. Tong-en-groefverbindingen hebben ook het voordeel dat ze zelfuitlijnend zijn en fungeren als een 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 worden afgestemd. Eén flensvlak heeft een gebied dat verder reikt dan het normale flensvlak (mannelijk). De andere flens of bijpassende flens heeft een bijpassende depressie (vrouwelijk) die in het gezicht is gefreesd. 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 gezicht dient om de pakking te lokaliseren en vast te houden. Op maat gemaakte mannelijke en vrouwelijke bekledingen worden vaak aangetroffen op de warmtewisselaarschaal om flenzen te kanaliseren en te bedekken. Het vrouwelijke gezicht en het mannelijke gezicht zijn glad afgewerkt. De buitendiameter van het vrouwelijke gezicht dient om de pakking te lokaliseren en vast te houden.

Samenvatting flensvlak

De onderstaande tabel geeft een overzicht van de kenmerken van de drie meest voorkomende flensvlakken.

● Gebaseerd op gezichtsafwerking

Het oppervlak van de flens is het gebied waar het afdichtelement (pakking) is geïnstalleerd. De meest voorkomende ontwerpen van flensvlakken zijn glad en gekarteld. Flat face (FF) flensoppervlakken en verhoogde face (RF) flensoppervlakken vereisen vertanding indien gebouwd volgens industriestandaarden.

● Voorraadafwerking:

De meest gebruikte oppervlakteafwerking van elke flens, omdat het praktisch geschikt is voor alle normale gebruiksomstandigheden. Onder compressie zal het zachte oppervlak van een pakking zich in deze afwerking nestelen, wat helpt bij het creëren van een afdichting, 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 van 1,6 mm met een voedingssnelheid van 0,8 mm per omwenteling tot 12 inch. Voor maten 14 inch en groter wordt de afwerking gemaakt met gereedschap met ronde neus van 3,2 mm met een voeding van 1,2 mm per omwenteling.

● Gladde afwerking

Deze afwerking vertoont geen visueel zichtbare gereedschapsmarkeringen. Deze afwerkingen worden meestal gebruikt voor pakkingen met metalen bekledingen, zoals dubbelwandig, plat 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 tot stand te brengen. Dit wordt meestal bereikt door het contactoppervlak van de pakking te laten vormen door een continue (soms fonografische) spiraalvormige groef gegenereerd door een {{0}},8 mm radius rondbekgereedschap met 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 deze verschilt van de standaardafwerking doordat de groef doorgaans wordt gegenereerd met behulp van een 90-deg-gereedschap dat een "V"-geometrie creëert met een vertanding onder een hoek van 45 graden. De kartels op de bekleding kunnen concentrisch of spiraalvormig (fonografisch) zijn. Concentrische vertandingen worden aangedrongen voor de afwerking van het oppervlak wanneer de vloeistof die wordt vervoerd een zeer lage dichtheid heeft en een lekweg door de holte kan vinden. De vertanding wordt gespecificeerd door het getal, de rekenkundige gemiddelde ruwheidshoogte (AARH). 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 worden gespecificeerd wanneer metalen pakkingen worden gespecificeerd en getande afwerking wordt verstrekt wanneer een niet-metalen pakking wordt geleverd.

Geschikte ruwheidswaarden:

Industriestandaarden dicteren geschikte ruwheidswaarden, het volgende is overgenomen uit de ASME B16.5-standaard:

● Gebaseerd op constructiemateriaal

De flenzen zijn normaal gesproken gesmeed, behalve in zeer weinig gevallen waar ze zijn vervaardigd uit platen. Wanneer platen worden gebruikt voor fabricage, moeten ze van lasbare kwaliteit zijn. ASME B16.5 staat toe dat alleen reductieflenzen en blindflenzen van plaat worden vervaardigd. De gewoonlijk gebruikte constructiematerialen zijn als volgt;

● Gebaseerd op druk-temperatuurclassificatie

De flenzen worden ook geclassificeerd door de druktemperatuurclassificatie in ASME B 16.5 zoals hieronder;

150#

300#

400#

600#

900#

1500#

2500#

Tabellen met druktemperatuurclassificatie, in de standaard ASME B 16.5, specificeren de non-shock werkoverdruk 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 drukken 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 gegeven in ponden. Er worden verschillende namen gebruikt om een ​​drukklasse aan te duiden. Bijvoorbeeld: 150 Lb of 150 Lbs of 150# of Klasse 150, ze zijn allemaal hetzelfde.

● CONCLUSIE

U kunt uit de bovenstaande verschillende soorten flenzen, fabricage- en prestatiekenmerken onderscheiden. U kunt de juiste stalen flens kiezen die is vervaardigd uit verschillende materialen zoals roestvrij staal, laaggelegeerd staal, koolstofstaal, duplexstaal of nog veel meer.

Het kiezen van de juiste flens met het juiste materiaal en het kennen van de elementen waarmee het wordt geconfronteerd tijdens de toepassing die de leidingmethode gebruikt, is van cruciaal belang. We hopen dat deze blog u zal helpen de belangrijkste dingen te identificeren voordat u flenzen koopt.