Een "flens" van een buis is een metalen ring, meestal gelast aan het uiteinde van een buis, met gaten die evenwijdig aan de hartlijn van de buis zijn geboord om veel bouten op te nemen:
Voordat de bouten worden aangedraaid, worden drukdichte flensverbindingen gemaakt door een ringvormige pakking tussen de flensparen te plaatsen. Pakkingen zijn gemaakt van zachtere materialen dan flensmaterialen. De pakking wordt tussen twee flenzen "geplet" om alle mogelijke lekroutes af te dichten.
Hier is een foto van een Rosemount magnetische flowmeter gemonteerd met 4-boutflensfittingen:
Nauwkeurige inspectie van de flensverbindingen onthult de ruimte tussen de flensvlakken veroorzaakt door het pakkingmateriaal "ingeklemd" tussen de flensparen.
In de volgende afbeelding zijn twee enorme pijpflenskoppelingen zichtbaar aan beide uiteinden van een vrij kort "spoel" pijpstuk. Het enorme aantal tapeinden dat elke flens bij elkaar houdt, geeft een indicatie van de druk van de vloeistof binnenin, die in dit geval hoger is dan 1,000 PSI!
Vergelijkbaar met de flowmeterflenzen die hierboven te zien zijn, geven de openingen tussen de flensringvlakken de ruimte weer die wordt ingenomen door de pakking die een drukdichte afdichting vormt tussen de flensoppervlakken.
Een populaire methode voor het installeren van een dergelijke flenspakking is om slechts de helft van de bouten te installeren (in de gaten onder de middellijn van de buis), de pakking tussen de flenzen te laten vallen, de resterende bouten in te brengen en vervolgens alle bouten vast te draaien met de juiste aanhaalmomenten:
Flenzen variëren in hun afdichtingsontwerp en het benodigde pakkingmateriaal. Een van de meest voorkomende flensontwerpen in de Verenigde Staten is de flens met verhoogd vlak (RF), die bedoeld is om af te dichten tegen een pakking via een reeks concentrische groeven die in het vlak van de flens zijn uitgesneden. Deze groeven creëren een afdichtend oppervlak met een aanzienlijk langer lekpad dan wanneer de oppervlakken glad waren, waardoor het lekken van procesvloeistof onder druk wordt ontmoedigd.
Een ander soort flensvlak staat bekend als een ringvormige verbinding (RTJ). In dit ontwerp past een unieke metalen ring in een groef die is uitgehouwen in de vlakken van beide bijpassende flenzen, waardoor de groef wordt samengedrukt en gevuld wanneer de flenzen goed worden vastgedraaid. RTJ-flenzen worden vaak gebruikt in situaties met hoge druk waar het beheersen van lekkage moeilijker is. Om een goede afdichting te bereiken, moeten de RTJ-flensgroeven volledig vrij zijn van vreemd materiaal en goed gevormd (niet vervormd).
ANSI-norm 16.5 (American National Standards Institute) definieert een systeem van "drukklassen" voor nominale flenzen in de Verenigde Staten. Deze drukklassen worden geïdentificeerd door nummers gevolgd door "pound", "lb" of "#". Gangbare ANSI-drukklassen zijn 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# en 2500#. Met name komen deze klassenummers niet onmiddellijk overeen met drukwaarden in PSI, maar ze schalen wel met de druk (een 600# flens heeft bijvoorbeeld een hogere drukwaarde dan een 300# flens, waarbij alle andere factoren gelijk zijn). Drukwaarden zijn niet alleen afhankelijk van de "klasse" van de flens, maar ook van de werktemperatuur, aangezien metalen bij hogere temperaturen de neiging hebben brosser te worden. Oorspronkelijk waren de ANSI-klasseaanduidingen gebaseerd op de stoomleidingservicewaarden van deze flenzen. Een flens van 250 # werd bijvoorbeeld als zodanig beoordeeld omdat deze bedoeld was voor gebruik in leidingen met verzadigde stoom van 250 PSI (en 400 graden Fahrenheit).
Met de vooruitgang van de metallurgie werden deze flenzen in staat om grotere drukken bij hogere temperaturen te weerstaan, maar de aanvankelijke "pond" -classificatie bleef ongewijzigd. Deze situatie is vergelijkbaar met de "tonnage"-classificatie van Amerikaanse lichte vrachtwagens: een "one-ton"-vrachtwagen kan aanzienlijk meer dan 2,{2}} pond vracht trekken. De aanduiding "één ton" verwijst naar een specifiek ontwerp dat ooit was gecertificeerd voor ongeveer 2,000 pond, maar dankzij de vooruitgang in de metallurgie en fabricage nu in staat is om aanzienlijk meer te dragen dan die capaciteit.
Om correct te werken, moeten leidingflenzen en componenten overeenkomende flenswaarden en diameters hebben. Een regelklep met een geflensd lichaam geclassificeerd als een 4-inch ANSI klasse 300# pijpflens kan bijvoorbeeld alleen worden aangesloten op een andere 4-inch ANSI klasse 300# pijpflens. Als niet-overeenkomende flenzen van drukklasse aan elkaar worden gekoppeld, wordt de fysieke integriteit van het leidingsysteem aangetast. Bovendien moeten geschikte pakkingtypes worden gekozen die overeenkomen met de drukklasse van de bijpassende flenzen. Elke flensverbinding moet dus worden gezien als een geheel systeem, waarvan de integriteit alleen is gegarandeerd als alle componenten zijn ontworpen om samen te werken.
Bij het vastdraaien van de bouten die twee flenzen met elkaar verbinden, is het cruciaal om de boutdruk gelijkmatig te verdelen, zodat geen enkel deel van de flens significant meer druk krijgt dan een andere locatie. In een perfecte wereld zou u alle bouten tegelijkertijd aandraaien tot dezelfde koppellimiet. Omdat dit niet met een enkele sleutel kan worden bereikt, is het het beste om de moeren opeenvolgend vast te draaien in stappen van toenemend koppel. Het volgende diagram illustreert een aanhaalvolgorde (de nummers geven de volgorde aan waarin de bouten moeten worden vastgedraaid):
Met een enkele sleutel past u een voorlopig aanhaalmoment toe op elke bout in de afgebeelde volgorde. Vervolgens zou de aanhaalbewerking worden herhaald met verhoogd koppel voor extra cycli totdat alle bouten waren vastgedraaid tot het gespecificeerde koppel. Observeer hoe de aanhaalvolgorde wisselt over de vier kwadranten van de flens, waarbij u ervoor zorgt dat de flenzen gelijkmatig worden samengedrukt wanneer elke bout geleidelijk wordt vastgedraaid. Cross-torquing is de gebruikelijke term voor deze techniek van afwisselende kwadranten rond de cirkel.
Er zijn gespecialiseerde sleutels, momentsleutels genaamd, voor het meten van het koppel dat tijdens het aandraaien wordt uitgeoefend
Bij geflensde leidingverbindingen is het essentieel om de bouten aan de verste zijde te verwijderen. Bij essentiële toepassingen onder hoge druk wordt de daadwerkelijke rek van elke flensbout gecontroleerd als een directe indicator van de boutkracht. Een bepaalde bout die onder de merknaam Rotabolt op de markt wordt gebracht, heeft een eigen spanningsindicator, waardoor de monteur kan bepalen of de bout voldoende is vastgedraaid, ongeacht het gebruikte gereedschap. van de flens voordat u de bouten van de pijp losdraait. Draai eerst de flensbouten aan de andere kant los. Als er enige druk in de pijp is, moet deze daar eerst lekken en van u weg ventileren. Aan de kant van de flens die zich het dichtst bij u bevindt. Dit is slechts een voorzorgsmaatregel om te voorkomen dat procesvloeistof over uw gezicht of lichaam spat in het geval van drukopbouw in een geflensde leiding. Door over te gaan
Een uniek kenmerk van geflensde buisverbindingen is de mogelijkheid om een blinde metalen plaat, ook wel blind genoemd, over of tussen de flensvlakken te plaatsen, waardoor de stroming wordt geblokkeerd. Dit is gunstig wanneer een leiding semi-permanent moet worden geblokkeerd, bijvoorbeeld wanneer een leidingdeel buiten gebruik is gesteld of wanneer een leidingdeel om veiligheidsredenen moet worden afgesloten tijdens onderhoudswerkzaamheden.
Om een jaloezie te installeren, moet de flensverbinding worden beschadigd en vervolgens moeten de flenzen uit elkaar worden gewrikt om de juiste ruimte te creëren. Nadat de vervangende pakkingen en het rolgordijn zijn geplaatst, kunnen de flensbouten opnieuw worden gemonteerd en worden aangedraaid tot de gespecificeerde waarde. Hier is een shot van een roestvrijstalen jaloezie (niet gemonteerd op een buis), met twee gelaste hijslippen duidelijk zichtbaar om te helpen bij het hanteren van deze zware hardware:
In toepassingen waar "verblinding" vaak voorkomt, kan een permanent type jaloezie, bekend als een brillengordijn, worden geïnstalleerd om de taak te vergemakkelijken. Een brillengordijn bestaat uit een standaard blindplaat die door een kort lipje is verbonden met een ring met gelijke diameter waarvan de omtrek lijkt op een bril:
Het leidingsysteem kan worden ontworpen en geconstrueerd met de dikte van de jaloezie in gedachten, waarbij de flens-tot-flensopening constant blijft in zowel de "open" als de "blinde" toestand. Dit is met name handig in extreem grote leidingsystemen, omdat de kracht die nodig is om eerder gekoppelde flensvlakken van elkaar te scheiden behoorlijk groot kan zijn.
De volgende afbeelding toont een blinde bril die zo is geplaatst dat de geel geverfde "blinde" helft zichtbaar is en de "open" helft tussen de pijpflenzen is geklemd om stroming door die pijp mogelijk te maken:
Deze volgende afbeelding toont een blinde bril die in de tegenovergestelde richting is geplaatst, waarbij de "open" helft zichtbaar is en de "blinde" helft de vloeistofstroom via de buis beperkt:
