Flanşlar nedir?

● Flanşlara Giriş

Bir boru flanşı, cıvatalı bağlantılar ve contalar kullanarak bir boru sistemindeki boruları ve bileşenleri birbirine bağlar. En yaygın olarak kullanılan flanşlar, kaynak boyunlu flanş, kaymalı flanş, kör flanş, soket kaynaklı flanş, dişli flanş ve bindirmeli bağlantı flanşıdır (RTJ Flanş). Bir boru flanşındaki bu tip bağlantı, onarım ve düzenli bakım için sökme ve ayırma kolaylığı sağlar. Karbon çeliği ve paslanmaz çelik flanş için en yaygın teknik özellik ANSI B16.5 / ASME B16.5'tir.

Metal flanşlar, endüstriyel, ticari ve kurumsal uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Çelik boru flanşları, çeşitli stil ve basınç sınıflarında mevcuttur. Metal flanşlar 150 ile 2500 # arasında sınıflandırılmıştır. Basınç sınıfının belirtilmesine ek olarak, kaynak boyunlu flanş ve soket kaynaklı flanş gibi bazı flanşlar da boru çizelgesinin belirtilmesini gerektirir. Bu, boru deliğinin kaynak boynunun veya soket kaynak flanşının deliğiyle eşleşmesini sağlar.

SSM, karbon çeliği, paslanmaz çelik ve nikel alaşımlı çok çeşitli boru flanşları sunar. Uzun kaynak boyunlu flanş, özel malzeme talebi ve yüksek verimli boru flanşları gibi özel flanşlar da sağlayabiliriz.

Flanşların sınıflandırılması aşağıdaki gibi birkaç alternatif yolla yapılır;

● Boru Ekine Dayalı

Flanşlar, borulara bağlantı yöntemine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir;

● Kaynak boyunlu flanş

Bir kaynak boyunlu flanş ('kaynak boyunlu flanş' olarak da adlandırılır), mekanik mukavemet sağlayan uzun konik göbeği ile tanınır ("bozulma" ve "eğilmeye" direnmek için kullanışlıdır). Kaynak boyunlu flanşlar yüksek bütünlüklü flanşlardır ve her boyutta, tüm yaygın yüz tiplerinde (düz, yükseltilmiş, RTJ) ve tüm sınıflarda mevcuttur. Göbeğin gücü ve kaynağın bütünlüğü nedeniyle, bu tip flanş, yüksek sıcaklık ve basınç uygulamaları için çok uygundur.

● Geçmeli Flanşlar

'Poyralı flanşlar' olarak da bilinen geçmeli flanşlar, çok düşük profilli bir göbeğe sahiptir. Bu flanş türü genellikle bir veya iki köşe kaynağıyla (biri flanşın dışında ve biri flanşın içinde) bir boruya bağlanır, ancak yalnızca tek bir kaynak kullanmak mümkündür. Geçmeli flanşlar birçok ebatta üretilir ve daha düşük basınç uygulamaları için tercih edilir (ASME sınıfı 600'den küçük veya eşittir). Geçmeli flanşın delik boyutu (iç çap), bağlantı borusununkinden daha büyüktür, bu da borunun üzerinde kaymasına/kaymasına (boru üzerine kaymasına) izin verir. Boru ve flanş arasında tam nüfuziyetli bir kaynak yoktur, bu nedenle düşük kaynak bütünlüğü nedeniyle kullanımında sınırlamalar vardır.

● Soket Kaynaklı Flanşlar

Soket kaynak flanşları, içine bir borunun yerleştirildiği bir yuvaya sahiptir; boru, flanş göbeğinin dış tarafında bulunan bir köşe kaynağı ile sabitlenir. Bu tür flanşın önemli bir dezavantajı, kaynağın kanıtlanması zor olduğu için yüksek bütünlüklü bir bağlantı olarak kabul edilmemesidir; bu nedenle soket kaynaklı flanşlar yalnızca düşük ila orta sınıflar için uygundur (ASME 600'e eşit veya daha az). Düşük bütünlükleri ve daha yüksek basınçlarda kullanılmaya uygun olmamaları nedeniyle, soket kaynaklı flanşlar neredeyse her zaman düz veya yükseltilmiş yüzeylere sahiptir. Soket kaynaklı flanşlar, küçük nominal boru boyutları için tasarlanmıştır (4 inçten küçük veya ona eşit, 10 cm'den küçük veya ona eşit) ve ½ ila 2-inç boru boyutları için (1.3 ila 5 cm boru boyutları) ortaktır. Soket kaynaklı flanşın mekanik mukavemeti, geçmeli flanşa benzer, ancak geçmeli flanş iki kaynak kullanabilir.

● Dişli Flanş

Dişli flanş tasarımı ("vidalı flanş" olarak da adlandırılır), flanşı bir boruya bağlamak için bir vida dişi kullanır. Bir boru ucuna bir erkek diş kesilirken, flanşın deliğine bir dişi diş kesilir; erkek dişli boru daha sonra dişi dişli flanşa vidalanır.

Dişli flanş tasarımı birçok boyutta ve basınç değerinde mevcut olsa da, esas olarak küçük boyutlu boru sistemleri için kullanılır, yani 4 inçten küçük veya buna eşit. Kullanımı ayrıca tipik olarak toksik olmayan sistemler, düşük basınçlı sistemler ve düşük sıcaklıklı sistemlerle sınırlıdır. ½ inç ila 2-inç boyutunda dişli flanşlar, 2 inç ve üzeri boyutlara göre çok daha yaygındır. Daha düşük basınç uygulamaları nedeniyle, dişli flanşlar yalnızca düz ve yükseltilmiş yüzeyler kullanır. Yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun değildirler çünkü diş geometrisi bozulur ve bu da genellikle sızıntıya neden olur.

● Kör Flanş

Bir boruyu sonlandırmak için bir boru sisteminin sonuna bir kör flanş ("kapama plakası flanşı" olarak da adlandırılır) takılır. Merkez deliği (delik) yoktur, bu nedenle flanştan akış olmaz. Bir boruyu, valfi veya basınçlı kabı izole etmek için kör flanş kullanılabilir. Bu tip flanş tüm ebat ve sınıflarda mevcuttur ve düz, yükseltilmiş veya halka tipi bir bağlantı yüzü kullanabilir.

Boru hattının uzatılması gerektiğinde veya boru denetiminin gerekli olduğu durumlarda (boru iç kısmına erişmek için kör flanşı çıkarın) bir kör flanş alın kaynak başlığının yerini alabilir. Bu tip flanş, drenaj sistemlerinde çubuk erişim noktası olarak da kullanılabilir. Uygulamaya bağlı olarak, kör bir flanş delinebilir ve geçmeli flanş olarak kullanılabilir veya dişli flanş olarak kılavuz çekilerek kullanılabilir.

● Lap Mafsal Flanşı (LJF)

Bir bindirmeli bağlantı flanşı (LJF), bir saplama ucu ve bir bindirmeli bağlantı halka flanşı ('turlu bağlantı flanşı' olarak da adlandırılır) içeren iki elemanın bir birleşimidir. Teknik olarak doğru olmak gerekirse, saplama ucu bir bindirmeli bağlantı flanşının parçası değildir. Bununla birlikte, bir bindirmeli bağlantı flanşı her zaman bir saplama ucu ile birlikte kullanılır, bu nedenle her iki parça da genellikle toplu olarak bir 'bindirmeli bağlantı flanşı' olarak adlandırılır. Tasarımları nedeniyle, bindirmeli bağlantı flanşları her zaman pürüzsüz bir yüzeye sahip düz bir yüze sahiptir. Ancak, saplama ucu ile birleştirildiğinde ortaya çıkan sızdırmazlık yüzü yükselir. Bunun nedeni, saplama ucunun sızdırmazlık yüzeyinin flanşın cıvatalama düzleminin üzerinde olmasıdır. Bindirmeli bağlantı flanşının sızdırmazlık yüzü yoktur, yalnızca saplama ucunda sızdırmazlık yüzü vardır. Bir saplama ucunun sızdırmazlık yüzü, düz, tırtıklı veya halka tipi bir bağlantıya izin vermek için yivli olabilir.

Bir bindirmeli bağlantı halkası flanşını ve saplama ucunu monte etmek için, saplama ucunun flanş halkasının deliğine kayması ve ardından boruya alın kaynağı yapılması gerekir. Saplama ucunun bir tarafı sızdırmazlık yüzünü oluştururken, saplama ucunun karşı/arka tarafı bindirmeli bağlantı flanş halkasına baskı yapar (flanş monte edildiğinde). Bindirmeli bağlantı flanş halkası, saplama ucu boruya kaynaklandıktan sonra serbestçe dönebilir, bunun nedeni, saplama ucuna fiziksel olarak birleştirilmemiş olmasıdır. Flanş bağlantısı monte edildikten sonra bindirmeli bağlantı halkası artık serbestçe dönemez.

Birçok mühendisin karşılaşacağı diğer flanş türleri, erkek ve dişi ve dil ve oluk türleridir. Daha az yaygın olan türler, delik, genişletici, indirgeyici ve uzun kaynak boyunlu flanş tasarımlarını içerir.

Flanş uçları, ilgili borularına vidalanabilir, kaynaklanabilir veya üst üste bindirilebilir (metalden metale temas).

Flanş Tiplerine Genel Bakış

Flanş tipleri ile ilgili bazı önemli bilgiler aşağıdaki tabloda derlenmiştir. Tabloda ASME standartlarına atıfta bulunulmasına rağmen, alternatif uluslararası ve ulusal standartlar mevcuttur (DIN, EN vb.). Ancak ASME en yaygın olarak kabul edilen borulama standartları kuruluşudur ve bu nedenle standartlarından bahsedilmiştir.

Aşağıdaki tabloda, 'Yüzler' sütunu, flanş tipine göre seçilen olağan sızdırmazlık yüzünü gösterir. Ancak, flanş tipine bağlı olarak kuralın istisnaları olabilir. Tablo, genel bir genel bakış tablosu olarak ele alınmalı ve ilgili standartlarda özel bilgiler aranmalıdır.

● Yüzleşmeye Dayalı

Düz/düz, yükseltilmiş ve halka tipi bağlantı (RTJ) olmak üzere üç yaygın flanş yüzü türü vardır. Başta Dil-ve-Yiv (T&G), Lap Joint ve Erkek-Dişi (M&F) tasarımları olmak üzere diğer flanş yüzü türleri de mevcuttur, ancak bunlar daha az popülerdir. Boru standartları, bir flanş yüzünün tam geometrisini, boyutlarını, malzemesini ve yüzey finişini tanımlar.

Flanşlar ayrıca kaplamalara göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

● Yükseltilmiş Yüz Flanşı (RF)

Yükseltilmiş bir yüz (RF) flanşı, flanşın cıvatalama dairesi düzleminden çıkıntı yapan dairesel şekilli bir sızdırmazlık yüzeyine sahiptir. Yükseltilmiş yüz flanşları tüm basınç sınıflarında ve dolayısıyla çok çeşitli basınç ve sıcaklık derecelerinde mevcuttur. RF flanşları, Petrol ve Gaz ve kimya mühendisliği endüstrilerinde kullanılan en yaygın flanş türüdür.

RF flanşları, metalik olmayan veya yarı metalik tip contalara sahip tırtıklı sızdırmazlık yüzeyleri kullanır. Bir RF flanşının sızdırmazlık yüzeyi, flanşın iç çapından yükseltilmiş yüzün dış çapına kadardır. RF flanşları için tipik bir conta, 400⁰C'ye (750⁰F) kadar sıcaklık derecesine ve 250 bar'a (3.625 psi) kadar basınç derecesine sahip grafit çelik bileşimli bir conta olacaktır.

Cıvata yüzü düzleminin üzerindeki yükseltilmiş yüzün yüksekliği, flanşın sınıfına ve alındığı standarda göre belirlenir. ASME B16.5 standardı için, 150 ve 300 sınıflarındaki çelik flanşlar 1/16 inç (1,6 mm) yükseltilmiş yüz yüksekliğine sahiptir; 300 sınıfını aşan çelik flanşlar 1/4 inç (6,4 mm) yükseltilmiş yüz kullanır. İdeal bir dünyada, sınıf arttıkça yükseltilmiş bir yüzün yüksekliği artacaktır, ancak bu çoğu standartta gerçekleşmez; ancak mantıklı bir genellemedir.

●Düz Yüz Flanşı (FF)

Düz yüzlü (FF) flanşlar metalik olmayan contalar (yumuşak contalar) kullanır ve her zaman tırtıklı bir sızdırmazlık yüzeyine sahip olmalıdır. Bu tip flanş, düşük basınçlı uygulamalar için çok uygundur ve 125 ve 250 basınç sınıfları için kullanılır.

Contalar doğrudan flanş bıçağının ön sızdırmazlık yüzeyine, yani cıvatalama dairesi yüzüyle aynı düzleme monte edilir. Conta sızdırmazlık alanı, iç flanş çapından dış flanş çapına kadardır. Tipik yumuşak conta malzemeleri genellikle 100⁰C (212⁰F) ve en fazla 20 bar (290 psi) basınca göre derecelendirilir. Düz yüzlü flanşlar çok geniş bir sızdırmazlık alanı kullandığından, sığacak şekilde yapılmıştır. Düz yüzlü flanş contaları, cıvata deliği geçişleri contadan geçtiğinden takıldıktan sonra dönemez. Sızdırmazlık yüzeyinin büyük boyutu nedeniyle, düz yüzlü flanşlar mekanik bozulmaya (bükülme, eğilme vb.) karşı dayanıklıdır.

Düz yüzlü flanşlar, özellikle yükseltilmiş yüz flanşı daha sert bir malzemeden üretiliyorsa, yükseltilmiş yüzlü flanşlarla asla eşleştirilmemelidir.

● Halka Tipi Bağlantı (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). RTJ flanşlarını tüm basınç sınıflarında kullanmak mümkündür, ancak bunlar tipik olarak sınıf 900 ve üzeri için kullanılır.

Bir RTJ flanşı ile yükseltilmiş bir yüz flanşı arasındaki fark, bir contanın elde edilme şeklidir. RTJ flanşlarla metal contalar (sert) kullanılırken, yükseltilmiş yüzey contaları yumuşak veya yarı metalik contalar kullanır. Üç ana halka tipi bağlantı grubu vardır, bunlar R, RX ve BX; Açık farkla en yaygın olanı olduğu için R tipi bağlantıya odaklanacağız.

R-tipi RTJ contalar, oval veya sekizgen şekilli profil/gövde ile dairesel şekildedir; sekizgen profil en verimli sızdırmazlığı sağlar ve daha modern tasarımdır. Bir RTJ flanşının yüzüne bir oluk işlenir ve ilgili conta bu oluğa takılır. Flanş monte edildiğinde, iki eşleşen yüz deforme olana ve metalden metale bir conta oluşana kadar contayı sıkıştırır. Flanş doğru bir şekilde monte edilmişse, eşleşen iki RTJ flanşı birbiriyle fiziksel temasa girmemelidir.

RTJ contaları genellikle flanştan biraz daha yumuşak bir malzemeden üretilir. Conta malzemesi daha yumuşak olduğu için flanşa göre daha düşük basınçta deforme olur, bu da contayı yapmak için contanın conta etrafında deforme olması yerine contanın deforme olmasını sağlar.

● Dil ve Oluk (T/G)

Bir flanş yüzü, flanş yüzüne işlenmiş yükseltilmiş bir halkaya (Dil) sahipken, eşleşen flanşın yüzüne işlenmiş eşleşen bir girintiye (Yiv) sahiptir. Bu flanşların Dil ve Oluk yüzleri uyumlu olmalıdır. Dil ve oluk kaplamaları hem büyük hem de küçük tiplerde standardize edilmiştir. Dişi ve erkekten farklıdırlar, çünkü dil ve oluğun iç çapları flanş tabanına uzanmaz, böylece contayı iç ve dış çapında tutar. Bunlar genellikle pompa kapaklarında ve Valf Kapaklarında bulunur. Dil-ve-oluk bağlantıların ayrıca kendi kendine hizalanmaları ve yapıştırıcı için bir rezervuar görevi görmeleri gibi bir avantajı da vardır. Eşarplı bağlantı, yükleme eksenini bağlantı ile aynı hizada tutar ve büyük bir işleme işlemi gerektirmez.

● Erkek ve Kadın (E/K)

Bu tipte flanşlar da uyumlu olmalıdır. Bir flanş yüzü, normal flanş yüzünün (Erkek) ötesine uzanan bir alana sahiptir. Diğer flanş veya eşleşen flanş, yüzüne işlenmiş eşleşen bir girintiye (Dişi) sahiptir. Kadın yüzü 3/16-inç derinliğinde, erkek yüzü 1/4-inç yüksekliğindedir ve her ikisi de pürüzsüz yüzeylidir. Dişi yüzün dış çapı, contayı yerleştirmek ve tutmak için hareket eder. Özel erkek ve dişi kaplamalar, genellikle flanşları kanalize etmek ve kapatmak için Isı Eşanjörü kabuğunda bulunur. Kadın yüzü ve erkek yüzü pürüzsüzdür. Dişi yüzün dış çapı, contayı yerleştirmek ve tutmak için hareket eder.

Flanş Yüzü Özeti

Aşağıdaki tablo, en yaygın üç flanş yüzünün özelliklerini özetlemektedir.

● Yüz Finişine Dayalı

Flanş yüz yüzeyi, sızdırmazlık elemanının (conta) takıldığı alandır. En yaygın flanş yüzü yüzey tasarımları pürüzsüz ve tırtıklıdır. Düz yüzlü (FF) flanş yüzeyleri ve yükseltilmiş yüzlü (RF) flanş yüzeyleri, endüstri standartlarına göre oluşturulmuşsa tırtıklı gerektirir.

● Stok Bitirmek

Herhangi bir flanş yüzeyinin en yaygın olarak kullanılanı, pratik olarak tüm olağan hizmet koşulları için uygundur. Sıkıştırma altında, bir contanın yumuşak yüzü bu cilaya gömülür, bu da bir conta oluşturmaya yardımcı olur ve eşleşen yüzeyler arasında yüksek düzeyde bir sürtünme oluşur. Bu flanşların cilası, 12 inç'e kadar devir başına 0,8 mm besleme hızında 1,6 mm yarıçaplı yuvarlak uçlu bir alet tarafından oluşturulur. 14 inç ve daha büyük boyutlar için, finiş, devir başına 1,2 mm ilerlemede 3,2 mm yuvarlak uçlu takımla yapılır.

● Pürüzsüz Finish

Bu yüzey, görsel olarak belirgin alet işaretleri göstermez. Bu cilalar tipik olarak çift cidarlı, yassı çelik ve oluklu metal gibi metal yüzeylere sahip contalar için kullanılır. Pürüzsüz yüzeyler bir conta oluşturmak için birleşir ve bir conta oluşturmak için karşıt yüzlerin düzlüğüne bağlıdır. Bu, tipik olarak, {{0}}.8 mm yarıçaplı yuvarlak uçlu bir alet tarafından {{5} besleme hızında oluşturulan sürekli (bazen fonografik olarak adlandırılır) bir spiral oluk tarafından oluşturulan conta temas yüzeyine sahip olarak elde edilir. }0,3 mm, 0,05 mm derinlikle devir başına. Bu, Ra 3,2 ile 6,3 mikrometre (125 – 250 mikro inç) arasında bir pürüzlülük ile sonuçlanacaktır.

● tırtıklı Finish

Bu aynı zamanda sürekli veya fonografik bir spiral yivdir, ancak yivin tipik olarak 45 derece açılı tırtıklı bir "V" geometrisi oluşturan bir 90-derecelik alet kullanılarak oluşturulmasıyla stok cilasından farklıdır. Kaplama üzerinde sağlanan çentikler eşmerkezli veya spiral (fonografik) olabilir. Taşınan sıvının yoğunluğu çok düşük olduğunda ve boşluktan sızıntı yolu bulabildiğinde, yüzey bitirme için eşmerkezli tırtıklar ısrar edilir. Tırtık, Aritmetik Ortalama Pürüzlülük Yüksekliği (AARH) olan sayı ile belirtilir. Bu, örnekleme uzunluğu içinde alınan ve grafik merkez çizgisinden ölçülen ölçülen profil yükseklik sapmalarının mutlak değerlerinin aritmetik ortalamasıdır.

Pürüzsüz yüzeyli flanşlar, metalik contalar belirtildiğinde belirtilir ve metalik olmayan bir conta sağlandığında tırtıklı bitiş sağlanır.

Uygun Pürüzlülük Değerleri

Endüstri standartları, uygun pürüzlülük değerlerini belirler, aşağıdakiler ASME B16.5 standardından alınmıştır:

● Yapı Malzemesine Göre

Flanşlar, plakalardan üretildikleri çok az durum dışında normalde dövülür. İmalat için plakalar kullanıldığında, kaynaklanabilir kalitede olmalıdırlar. ASME B16.5, plakadan yalnızca redüksiyon flanşlarının ve kör flanşların üretilmesine izin verir. Normalde kullanılan inşaat malzemeleri aşağıdaki gibidir;

● Basınç-Sıcaklık Derecelendirmesine Dayalı

Flanşlar ayrıca ASME B 16.5'teki basınç sıcaklık derecesine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılır;

150#

300#

400#

600#

900#

1500#

2500#

ASME B 16.5 standardındaki basınç sıcaklık derecelendirme çizelgeleri, flanşın belirli bir sıcaklıkta maruz kalabileceği şoksuz çalışma gösterge basıncını belirtir. Flanşlar, farklı sıcaklıklarda farklı basınçlara dayanabilir. Sıcaklık arttıkça, flanşın basınç derecesi düşer. Belirtilen 150#, 300# vb. basınç sınıfı temel değerlerdir ve flanşlar daha düşük sıcaklıklarda daha yüksek basınçlara dayanabilir. ASME B 16.5, sıcaklığa göre çeşitli yapı malzemeleri için izin verilen basınçları gösterir. ASME B16.5, 150# flanşların 400 derece F (200 derece) üzerinde kullanılmasını önermez. Flanşlar için Basınç Sınıfı veya Derecesi pound olarak verilecektir. Bir Basınç Sınıfını belirtmek için farklı isimler kullanılır. Örneğin: 150 Lb veya 150 Lbs veya 150# veya Sınıf 150, hepsi aynı anlama gelir.

● ÇÖZÜM

Yukarıdaki farklı flanş tiplerinden, üretim ve performans özelliklerinden yararlanabilirsiniz. Paslanmaz çelik, düşük alaşımlı çelik, karbon çelik, dubleks çelik veya daha pek çok farklı malzemeden üretilmiş doğru çelik flanşı seçebilirsiniz.

Doğru malzeme ile doğru flanşı seçmek ve borulama yöntemini kullanan uygulama sırasında karşılaştığı unsurları bilmek çok önemlidir. Bu blogun, flanş satın almadan önce önemli şeyleri belirlemenize yardımcı olacağını umuyoruz.