Una flangia, chiamata anche piastra flangiata o flangia, è un componente utilizzato per collegare tra loro i tubi. È attaccato all'estremità del tubo. Le flange sono dotate di fori per il passaggio dei bulloni, che collegano saldamente due flange. Una guarnizione viene utilizzata per sigillare tra le flange.
Le connessioni tra i componenti del contenitore possono essere non-rimovibili (saldate) o staccabili. A causa dei requisiti del processo di produzione e per facilitare la produzione, il trasporto, l'installazione e la manutenzione, vengono comunemente utilizzati collegamenti flangiati rimovibili tra cilindri, cilindri e testate, tubi e tubazioni e tubi e valvole.
Sebbene le strutture rimovibili includano connessioni a flangia, connessioni filettate e connessioni a presa, le connessioni a flangia sono le più utilizzate nelle apparecchiature e nelle tubazioni chimiche e farmaceutiche grazie ai loro vantaggi unici come tenuta affidabile, elevata resistenza e ampia applicabilità.
Struttura della connessione a flangia e meccanismo di tenuta
Meccanismo di funzionamento: pre-serraggio dei bulloni, la guarnizione tra le superfici di tenuta della flangia viene compressa e compattata, riempiendo gli spazi irregolari sulle superfici di tenuta della flangia, prevenendo perdite di permeazione del mezzo attraverso i pori capillari all'interno della guarnizione e perdite dell'interfaccia tra la guarnizione e la superficie di tenuta. In questo modo si ottiene la pre-saldatura.
Le condizioni per garantire una connessione flangiata-a prova di perdite sono: durante il pre-serraggio, la pressione di pre-serraggio che agisce sulla guarnizione non è inferiore alla pressione di tenuta di pre-serraggio; durante il funzionamento, la pressione residua agente sulla guarnizione non è inferiore alla pressione di esercizio di tenuta.
Tipi di flangia
Classificazione in base al grado di integrazione tra la flangia e l'apparecchiatura o tubazione:
1. Flangia integrale
Flangia slip-on: utilizzata in applicazioni con temperatura e pressione relativamente basse. (I valori specifici di temperatura e pressione sono forniti nella norma.)
Flangia saldata di testa-: adatta per applicazioni critiche con pressione e temperatura più elevate e per materiali tossici, infiammabili ed esplosivi. Costo più elevato.
Differenze tra flange slip-e saldate di testa-:
1. Diversi tipi di saldatura: le saldature slip-on non possono essere ispezionate radiograficamente, mentre le saldature saldate-testa a testa sì; le saldature a scorrimento-sono costituite da due anelli di saldatura angolari, mentre le saldature-saldate di testa sono costituite da un unico anello di saldatura di testa.
2. Pressioni nominali diverse: la pressione nominale di una flangia slip-on è 0,6-4,0 MPa, mentre quella di una flangia weld neck è 1-25 MPa. Chiaramente la flangia slip-on è adatta per pressioni inferiori.
3. Diversi metodi di connessione: le flange slip-in genere possono essere collegate solo ai tubi, non direttamente ai raccordi a collo di saldatura; le flange del collo di saldatura possono generalmente essere collegate direttamente a tutti i raccordi del collo di saldatura (compresi gomiti, raccordi a T, riduttori, ecc.), compresi i tubi.
2. Flange allentate
Caratteristiche: La flangia non è collegata al tubo o al contenitore. È adatto per applicazioni a bassa-pressione e non genera ulteriore sollecitazione di flessione su metalli non-ferrosi, apparecchiature e involucri di tubi in acciaio inossidabile. Se realizzato in acciaio al carbonio, può risparmiare sul consumo di metalli preziosi. Tuttavia, le flange allentate hanno una scarsa rigidità.
Metodi di connessione tramite flangia a contenitori o tubazioni:
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Manicotto sopra una flangia
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Manicotto sopra un anello di saldatura
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Manica sopra un anello
3. Flange filettate
Ampiamente utilizzata su tubazioni di-diametro piccolo e ad alta-pressione, la flangia esercita uno stress aggiuntivo relativamente basso sulla parete del tubo.
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Forme della flangia
Generalmente, le flange sono disponibili a forma di disco o di disco con collo e alcune sono quadrate o ovali (a forma di cintura-).
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Flangia quadrata
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Flangia rotonda
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Flangia ovale
Fattori che influenzano la tenuta della flangia
I principali fattori che influenzano la tenuta della flangia includono: precarico del bullone, tipo di superficie di tenuta, prestazioni della guarnizione, rigidità della flangia e condizioni operative.
Tipi di superfici di tenuta:
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Tipo a faccia piatta: struttura semplice, facile da lavorare, comoda per la protezione dalla corrosione o il rivestimento. Tuttavia, la guarnizione è facilmente estrudibile ed è difficile da serrare, adatta per applicazioni a bassa-pressione,-dimensioni ridotte, non-tossiche con bassi requisiti di tenuta.
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Tipo con faccia rialzata: buon centraggio, buone prestazioni di tenuta, adatto per applicazioni a media-pressione e alta-temperatura.
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Tipo con linguetta e scanalatura: buon centraggio, tenuta affidabile, larghezza ridotta della guarnizione e bassa forza di serraggio richiesta, adatto per applicazioni infiammabili, esplosive, tossiche e ad alta-pressione. La lavorazione e la manutenzione sono relativamente difficili.
Il principio di selezione della superficie di bloccaggio è: garantire una tenuta affidabile, puntare alla facilità di lavorazione, al montaggio conveniente e al basso costo.
Prestazioni della guarnizione
Nelle connessioni a flangia, l'effetto di tenuta dipende in gran parte dalle prestazioni di tenuta della guarnizione.
1. Requisiti materiali: resistente alla corrosione, non contamina il prodotto, ha un certo grado di elasticità, resistenza meccanica e flessibilità adeguate e non si deteriora, indurisce o ammorbidisce facilmente con i cambiamenti di temperatura.
2. Classificazione:
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Standard per flange di recipienti a pressione e flange di tubi
Le flange dei vasi vengono utilizzate solo per le connessioni tra i gusci dei vasi, come le connessioni tra le sezioni o tra le sezioni e le teste. Le flange per tubi vengono utilizzate solo per i collegamenti tra tubi.
Nota speciale: i due non sono intercambiabili!!!
Flange del recipiente a pressione: JB/T4700~4707 "Flange del recipiente a pressione"
Flange del tubo:
HG20592~20635 "Flange, guarnizioni e dispositivi di fissaggio per tubi in acciaio"
GB/T9112~9125 "flange per tubi in acciaio"
JB/T74~90 "Flange, guarnizioni ed elementi di fissaggio per tubi in acciaio"
Tre parametri importanti negli standard delle flange
1. Diametro nominale DN:
Il diametro nominale di una flangia si riferisce al diametro nominale del contenitore o del tubo con cui si accoppia. Il diametro nominale di un contenitore si riferisce al suo diametro interno (ad eccezione dei contenitori con tubi come corpo cilindrico). Il diametro nominale di un tubo si riferisce al suo diametro nominale, che è un valore compreso tra i diametri interno ed esterno del tubo, con la maggior parte dei valori vicini al diametro interno. I tubi d'acciaio con lo stesso diametro nominale hanno lo stesso diametro esterno, ma poiché varia lo spessore, varia anche il diametro interno. Vedere la Tabella 14-1.
2. Pressione nominale PN:
La pressione nominale è una valutazione della pressione utilizzata per stabilire gli standard. Vedere la Tabella 14-2.
3. Pressione di esercizio massima consentita:
La pressione nominale negli standard della flangia del recipiente a pressione è determinata in base al materiale della flangia 16Mn (o 16MnR) e ad una temperatura di progettazione di 200 gradi. Quando il materiale della flangia e la temperatura cambiano, la pressione di esercizio massima consentita della flangia aumenterà o diminuirà. Ad esempio, la pressione di esercizio massima consentita della flangia di saldatura a collo lungo nella Tabella 14-3.
Come selezionare una flangia per recipienti a pressione
Selezionare una flangia per il guscio o la testa di un recipiente con un diametro interno di Di, una pressione di progetto di p e una temperatura di progetto di t.
1. In base al diametro nominale DN e alla pressione di progetto p del recipiente, fare riferimento alla Tabella 1 di JB/T4700 per determinare inizialmente il tipo strutturale della flangia (flangia saldata a faccia piatta- di tipo A, flangia saldata a faccia piatta- di tipo B o flangia saldata a collo lungo).
2. In base alla pressione di progetto p del serbatoio, alla temperatura di progetto t e al materiale della flangia da utilizzare, determinare il PN della flangia selezionata secondo la Tabella 6 o Tabella 7 di JB/T4700 (Tabella della pressione di esercizio massima consentita).
3. In base a PN e DN, fare riferimento alla Tabella 1 di JB/T4700 per verificare se il tipo di flangia inizialmente determinato soddisfa i requisiti. In caso contrario, è necessario modificare il tipo o il materiale della flangia e ri-determinare il PN.
4. Determinare le dimensioni della flangia in base a JB/T4701 (Tipo A), 4702 (Tipo B) o 4703 (saldatura a collo lungo).
