Introduksjon til flenser

Flenser brukes når rørskjøten trenger demontering. Disse brukes hovedsakelig på utstyr, ventiler og spesialiteter. I visse rørledninger hvor vedlikehold er en vanlig funksjon, leveres utbrytningsflenser med bestemte intervaller. En flensskjøt er sammensatt av tre separate og uavhengige, men innbyrdes beslektede komponenter; flensene, pakningene og boltingen. Spesielle kontroller er nødvendig ved valg og påføring av alle disse elementene for å oppnå en lekkasjesikker skjøt.

Klassifisering av flenser gjøres på flere alternative måter som følger;

Basert på rørfeste

Flenser kan klassifiseres basert på metoden for feste til røret som nedenfor;

Slip On Flens –

Slip On-flensene er festet med to kilsveiser, innvendig så vel som utenfor flensen. Den beregnede styrken fra en Slip On-flens under innvendig trykk er i størrelsesorden to tredjedeler av den for sveisehalsflenser, og deres levetid under utmatting er omtrent en tredjedel av de sistnevnte. Normalt er disse flensene av smidd konstruksjon og er utstyrt med nav. Noen ganger er disse flensene laget av plater og er ikke utstyrt med navet. Ulempen med flensen er at en kombinasjon av flens og albue eller flens og tee ikke er mulig fordi navngitte beslag ikke har en rett ende som fullstendig gled inn i slipen På flens.

Socket Weld Flens –

Socket sveiseflensene er festet med kun én kilsveis, kun på utsiden, og anbefales ikke for alvorlige tjenester. Disse brukes kun for småborede linjer. Deres statiske styrke er lik Slip On-flenser, men deres utmattingsstyrke er 50 % større enn dobbeltsveisede Slip On-flenser. Tykkelsen på forbindelsesrøret bør spesifiseres for denne typen flenser for å sikre riktig boringsdimensjon. I muffesveiseflens, før sveising, må det opprettes et mellomrom mellom flens eller armatur og rør. ASME B31.1 Forberedelse for sveising (E) Socket Weld Assembly sier:Ved montering av skjøten før sveising, skal røret eller røret settes inn i muffen til maksimal dybde og deretter trekkes tilbake omtrent 1/16″ (1,6 mm) fra kontakt mellom enden av røret og skulderen på muffen.Hensikten med bunnklaringen i en socket Weld er vanligvis å redusere restspenningen ved roten av sveisen som kan oppstå under størkning av sveisemetallet. Bildet viser X-målet for ekspansjonsgapet. Ulempen med socket sveiseflens er rett gapet som må lages. Ved korrosive produkter, og hovedsakelig i rustfrie rørsystemer, kan sprekken mellom rør og flens gi korrosjonsproblemer. I noen prosesser er heller ikke denne flensen tillatt.

Skruet flens –

De skruede eller gjengede flensene brukes på rørledninger der sveising ikke kan utføres. En gjenget flens eller kobling er ikke egnet for et rørsystem med tynn veggtykkelse, fordi det ikke er mulig å kutte gjenger på et rør. Derfor må tykkere veggtykkelse velges.ASME B31.3 Piping Guide sier:
Der stålrør er gjenget og brukt for dampservice over 250 psi eller for vannservice over 100 psi med vanntemperaturer over 220 grader F, skal røret være sømløst og ha en tykkelse minst lik plan 80 av ASME B36.10.Hylsesveising og gjengede flenser anbefales ikke for service over 250 grader og under -45 C.

Overlappsleddflens –

Lap-skjøtflensene brukes med studsender når rørene er av et kostbart materiale. For eksempel, i et rørsystem i rustfritt stål, kan en flens av karbonstål brukes, fordi flensen ikke kommer i kontakt med produktet i røret. Stubbendene vil bli stumsveiset til røret og flensene holdes løse over samme. Den innvendige radiusen til disse flensene er avfaset for å frigjøre stubbenderadius. Disse flensene er nesten identiske med en Slip On-flens med unntak av en radius ved skjæringspunktet mellom flensflaten og boringen for å romme den flensede delen av stubbenden . Deres trykkholdingsevne er lite, om noen, bedre enn Slip On-flenser, og utmattelseslevetiden for sammenstillingen er bare en tidel av sveisehalsflenser. Derfor brukes disse flensforbindelsene i lavtrykks- og ikke-kritiske applikasjoner.

Sveisehalsflens –

Sveisehalsflenser er lette å kjenne igjen som det lange koniske navet, som gradvis går over til veggtykkelsen fra et rør eller beslag. Det lange koniske navet gir en viktig forsterkning for bruk i flere applikasjoner som involverer høyt trykk, minusgrader og/eller forhøyede temperaturer. Den jevne overgangen fra flenstykkelse til rør- eller koblingsveggtykkelse som påvirkes av avsmalningen er ekstremt fordelaktig, under forhold med gjentatt bøyning, forårsaket av linjeutvidelse eller andre variable krefter. Disse flensene er boret for å matche den innvendige diameteren til det sammenfallende røret eller koblingen så det vil ikke være noen begrensning av produktflyten. Dette forhindrer turbulens i leddet og reduserer erosjon. De gir også utmerket spenningsfordeling gjennom det koniske navet. Sveisehalsflensene er festet til rørene ved stumpsveising. Disse brukes hovedsakelig til kritiske tjenester hvor alle sveiseskjøtene trenger radiografisk inspeksjon. Mens du spesifiserer disse flensene, bør tykkelsen på sveiseenden også spesifiseres sammen med flensspesifikasjonen.

 

Blindflens –

Blindflenser produseres uten boring og brukes til å stenge av endene av rør, ventiler og trykkbeholderåpninger. Fra et synspunkt om internt trykk og boltbelastning er blindflenser, spesielt i større størrelser, de mest belastede flenstypene. Imidlertid er de fleste av disse spenningene bøyetyper nær sentrum, og siden det ikke er noen standard innvendig diameter, er disse flensene egnet for applikasjoner med høyere trykktemperatur.

Reduksjonsflens –

Reduksjonsflensene brukes til å koble mellom større og mindre størrelser uten å bruke en reduksjon. I tilfelle av reduserende flenser, bør tykkelsen på flensen være den til den høyere diameteren. Disse flensene kommer normalt i blinde, slip-on, gjengede og sveisehalsflenser. De finnes i alle trykkklasser og gir et godt alternativ til å koble sammen to forskjellige rørstørrelser. Denne typen flens bør ikke brukes hvis en brå overgang vil skape uønsket turbulens, for eksempel ved en pumpe.

Integrert flens –

Integrerte flenser er de som er støpt sammen med dysehalsen eller karet eller rørveggen, stumpsveiset til denne, eller festet ved andre former for bue- eller gassveising av en slik art at flensen og dysehalsen eller karet eller røret. vegg anses å være ekvivalent med en integrert struktur. I sveiset konstruksjon anses dysehalsen eller kar- eller rørveggen å fungere som et nav. Tykkelsen på integrert støpte flenser og påsveiset flenser varierer i visse størrelser.

Basert på Facing

Flensene kan også klassifiseres basert på overflatene som nedenfor:

Hevet ansiktsflens (RF) –

Raised Face-flensen er den vanligste typen som brukes i prosessanlegg, og er lett å identifisere. Det blir referert til som en hevet overflate fordi pakningsflatene er hevet over boltesirkelflaten. Denne ansiktstypen tillater bruk av en bred kombinasjon av pakningsdesign, inkludert flate ringarktyper og metalliske kompositter som spiralviklede og dobbeltmantlede typer. Hensikten med en RF-flens er å konsentrere mer trykk på et mindre pakningsareal og dermed øke trykkbegrensningsevnen til skjøten. For 150# og 300# flenser er den hevede overflaten 1,6 mm (1/16 tomme) og er inkludert i den spesifiserte tykkelsen. For høyere vurdering inkluderer ikke flenstykkelsen den forhøyede overflatetykkelsen. Den forhøyede overflatetykkelsen for høyere vurdering er 6,4 mm (1/4 tomme). Den typiske flensflaten for ASME B16.5 RF-flenser er 125 til 250µi Ra (3 til 6µm Ra).

Flat Face Flens (FF) –

Flat Face-flensen har en pakningsoverflate i samme plan som boltesirkelflaten. Bruksområder som bruker flate flenser er ofte de der den tilpassede flensen eller flensbeslaget er laget av et støpegods. Flate flenser skal aldri boltes til en hevet flateflens. ASME B31.1 sier at når du kobler flate støpejernsflenser til karbonstålflenser, må den hevede overflaten på karbonstålflensen fjernes, og at det kreves en helflatepakning. Dette er for å forhindre at den tynne, sprø støpejernsflensen sprang inn i gapet forårsaket av den hevede overflaten på karbonstålflensen.

Ringtype skjøt (RTJ) –

Ring Type Joint-flenser brukes vanligvis i høytrykk (klasse 600 og høyere klassifisering) og/eller høytemperaturtjenester over 800 grader F (427 grader). De har riller skåret inn i ansiktene som gir plass til ringpakninger. Flensene tetter når strammede bolter komprimerer pakningen mellom flensene inn i sporene, og deformerer pakningen for å få intim kontakt inne i sporene, og skaper en metall til metall tetning. En RTJ-flens kan ha en hevet overflate med et ringspor maskinert inn i den. Denne hevede flaten tjener ikke som en del av tetningsanordningen. For RTJ-flenser som tetter med ringpakninger, kan de hevede flatene på de tilkoblede og strammede flensene komme i kontakt med hverandre. I dette tilfellet vil ikke den komprimerte pakningen bære ytterligere belastning utover boltspenningen, vibrasjoner og bevegelse kan ikke knuse pakningen ytterligere og redusere forbindelsesspenningen.

Ringtype skjøtepakninger er metalliske tetningsringer, egnet for høytrykks- og høytemperaturapplikasjoner. Ringtype skjøtepakninger er utformet for å tette ved "initial linjekontakt" eller kilevirkning mellom den sammenfallende flensen og pakningen. Ved å påføre trykk på tetningsgrensesnittet gjennom boltkraft, flyter det "mykere" metallet i pakningen inn i den mikrofine strukturen til det hardere flensmaterialet, og skaper en veldig tett og effektiv tetning. Den mest brukte typen er stilRring som er produsert i samsvar med ASME B16.20 brukt sammen med ASME B16.5 flenser, klasse 150 til 2500. Form "R" ring type skjøter er produsert i både ovale og åttekantede konfigurasjoner.

Det åttekantede tverrsnittet har høyere tetningseffektivitet enn det ovale og vil være den foretrukne pakningen. Tetningsflatene på ringskjøtsporene må ha en jevn overflate til 63 mikrotommer og være fri for upassende rygger, verktøy eller skravling. De tetter ved en innledende linjekontakt eller en kilevirkning når de komprimerbare kreftene påføres. Ringens hardhet skal alltid være mindre enn hardheten til flensene.

For mer om pakninger, sjekk ut: Introduksjon til pakninger.

Tongue and Groove (T/G)–

Den ene flensflaten har en hevet ring (tunge) maskinert på flensflaten, mens den tilhørende flensen har en matchende fordypning (Rille) maskinert inn i overflaten. Fjær- og notflatene på disse flensene må samsvare. Not-og-fjær-belegg er standardisert i både store og små typer. De skiller seg fra hann-og-hun ved at innerdiametrene til not-og-fjær ikke strekker seg inn i flensbasen, og holder dermed pakningen på sin indre og ytre diameter. Disse finnes ofte på pumpedeksler og ventildeksler. Not- og fjærskjøter har også en fordel ved at de er selvjusterende og fungerer som et reservoar for limet. Skjerfleddet holder belastningsaksen på linje med leddet og krever ingen større maskinering.

Mann og kvinne (M/K)–

Med denne typen må flensene også matches. Den ene flensflaten har et område som strekker seg utover den normale flensflaten (hann). Den andre flensen eller matchende flensen har en matchende fordypning (hun) maskinert inn i ansiktet. Det kvinnelige ansiktet er 3/16-tommers dypt, det mannlige ansiktet er 1/4-tommers høyt, og begge er glatte. Den ytre diameteren til hunnflaten fungerer for å lokalisere og holde pakningen. Tilpassede hann- og hunnbelegg finnes vanligvis på varmevekslerskallet for å kanalisere og dekke flenser. Det kvinnelige ansiktet og det mannlige ansiktet er glatte overflater. Den ytre diameteren til hunnflaten fungerer for å lokalisere og holde pakningen.

Generelle flensflater som RTJ, T&G og F&M skal aldri boltes sammen. Grunnen til dette er at kontaktflatene ikke stemmer overens og det er ingen pakning som har en type på den ene siden og en annen type på den andre siden.

Basert på trykk-temperaturvurdering

Flensene er også klassifisert etter trykktemperaturklassifiseringen i ASME B 16.5 som nedenfor;

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

Overtrykkstemperaturklassifiseringsdiagrammer, i standard ASME B 16.5, spesifiserer støtfri arbeidsmålertrykk som flensen kan utsettes for ved en bestemt temperatur. Flenser tåler ulike trykk ved ulike temperaturer. Når temperaturen øker, synker flensens trykkklassifisering. Den angitte trykkklassen på 150#, 300# osv. er de grunnleggende klassifiseringene og flensene tåler høyere trykk ved lavere temperaturer. ASME B 16.5 indikerer tillatte trykk for ulike konstruksjonsmaterialer vis-a-vis temperaturen. ASME B16.5 anbefaler ikke bruk av 150# flenser over 400 grader F (200 grader). Trykkklassen eller vurderingen for flenser vil bli gitt i pund. Ulike navn brukes for å indikere en trykkklasse. For eksempel: 150 Lb eller 150 Lbs eller 150# eller Klasse 150, alle betyr det samme.

Basert på ansiktsfinish

Det er to typer overflatebehandlinger på belegget.

Stock Finish–

Den mest brukte av enhver flensoverflate, fordi praktisk talt er egnet for alle vanlige bruksforhold. Under kompresjon vil den myke overflaten fra en pakning legges inn i denne finishen, noe som bidrar til å skape en forsegling, og et høyt nivå av friksjon genereres mellom de parende overflatene. Finishen for disse flensene genereres av et 1,6 mm radius verktøy med rund nese med en matehastighet på 0,8 mm per omdreining opp til 12 tommer. For størrelser 14 tommer og større er finishen laget med 3,2 mm verktøy med rund nese med en mating på 1,2 mm per omdreining.

Flens med glatt overflate–

Denne finishen viser ingen visuelt synlige verktøymarkeringer. Disse finishene brukes vanligvis til pakninger med metallbelegg som dobbeltmantlet, flatt stål og korrugert metall. De glatte overflatene passer sammen for å skape en forsegling og avhenger av flatheten til de motstående flatene for å oppnå en forsegling. Dette oppnås vanligvis ved å ha pakningens kontaktflate dannet av et kontinuerlig (noen ganger kalt fonografisk) spiralspor generert av et {{0}},8 mm radius rundneset verktøy med en matehastighet på {{5} },3 mm per omdreining med en dybde på 0,05 mm. Dette vil resultere i en ruhet mellom Ra 3,2 og 6,3 mikrometer (125 – 250 mikrotommer).

Tagget finish–

Dette er også et kontinuerlig eller fonografisk spiralspor, men det skiller seg fra lagerfinishen ved at sporet vanligvis genereres ved hjelp av et 90-grader-verktøy som skaper en "V"-geometri med 45 graders vinklet serration. Tangene på fronten kan være konsentriske eller spiralformede (fonografiske). Konsentriske takkinger insisteres for overflatefinish når væsken som bæres har svært lav tetthet og kan finne lekkasjebane gjennom hulrommet. Sagningen er spesifisert av tallet, som er den aritmetiske gjennomsnittlige grovhetshøyden (AARH). Dette er det aritmetiske gjennomsnittet av de absolutte verdiene av målte profilhøydeavvik tatt innenfor prøvelengden og målt fra den grafiske senterlinjen.

De glatte flensene er spesifisert når metalliske pakninger er spesifisert, og takket finish er gitt når en ikke-metallisk pakning leveres.

Basert på konstruksjonsmateriale

Flensene er normalt smidd bortsett fra i svært få tilfeller hvor de er laget av plater. Når plater brukes til fabrikasjon, bør de være av sveisbar kvalitet. ASME B16.5 tillater kun å lage reduksjonsflenser og blindflenser av plate. Byggematerialene som vanligvis brukes er som følger:

• ASTM A105 – Smidd karbonstål
• ASTM A181 – Smidd karbonstål for generell bruk
• ASTM A182 – Smidd legert stål og rustfritt stål
• ASTM A350 – Smidd legert stål for lavtemperaturtjenester