Facce della flangia

Cos'è una faccia flangiata?

Diversi tipi di facce della flangia vengono utilizzati come superfici di contatto per posizionare il materiale della guarnizione di tenuta. ASME B16.5 e B16.47 definiscono vari tipi di rivestimenti delle flange, tra cui la faccia rialzata, i grandi rivestimenti maschio e femmina che hanno dimensioni identiche per fornire un'area di contatto relativamente ampia.

Altri rivestimenti delle flange coperti da questi standard includono i rivestimenti maschio e femmina grandi e piccoli e il rivestimento del giunto ad anello specifico per guarnizioni metalliche di tipo giunto ad anello.

Volto sollevato (RF)

La flangia Raised Face è il tipo più comune utilizzato nelle applicazioni degli impianti di processo ed è facilmente identificabile. Viene definita faccia rialzata perché le superfici della guarnizione sono sollevate sopra la faccia del cerchio di bullonatura. Questo tipo di faccia consente l'uso di un'ampia combinazione di design di guarnizioni, compresi i tipi di fogli ad anello piatto e compositi metallici come i tipi avvolti a spirale e con doppia camicia.

Lo scopo di una flangia RF è quello di concentrare maggiore pressione su un'area più piccola della guarnizione e quindi aumentare la capacità di contenimento della pressione del giunto. Diametro e altezza sono definiti in ASME B16.5, per classe di pressione e diametro. La valutazione della pressione della flangia determina l'altezza della faccia sollevata.

La tipica finitura frontale della flangia per le flange RF ASME B16.5 è compresa tra 125 e 250 µin Ra (da 3 a 6 µm Ra).

Altezza del viso rialzato

Per le misure di altezza H e B di tutte le dimensioni delle flange descritte su questo sito Web, ad eccezione della flangia Lap Joint, è importante comprendere e ricordare quanto segue:

Nelle classi di pressione 150 e 300 l'altezza della faccia sollevata è di circa 1,6 mm (1/16 di pollice). In queste due classi di pressione, quasi tutti i fornitori di flange, riportano nel proprio catalogo o brochure, le dimensioni H e B compresa l'altezza in vista. ((Fig. 1))

Nelle classi di pressione 400, 600, 900, 1500 e 2500 l'altezza della faccia sollevata è di circa 6,4 mm (1/4 pollice). In queste classi di pressione, la maggior parte dei fornitori indica le dimensioni H e B esclusa l'altezza della faccia rialzata. (Fig. 2)

Faccia piatta (FF)

La flangia a faccia piatta ha una superficie di guarnizione sullo stesso piano della faccia del cerchio di bullonatura. Le applicazioni che utilizzano flange a faccia piatta sono spesso quelle in cui la flangia di accoppiamento o il raccordo flangiato è realizzato da una fusione.

Le flange a faccia piatta non devono mai essere imbullonate a una flangia a faccia rialzata. ASME B31.1 afferma che quando si collegano flange in ghisa a faccia piatta con flange in acciaio al carbonio, la faccia rialzata sulla flangia in acciaio al carbonio deve essere rimossa e che è necessaria una guarnizione a faccia intera. Questo serve per evitare che la sottile e piccola flangia in ghisa venga sospesa nello spazio causato dalla faccia sollevata della flangia in acciaio al carbonio.

Giunto ad anello (RTJ)

Le flange Ring Type Joint vengono generalmente utilizzate in servizi ad alta pressione (Classe 600 e superiore) e/o ad alta temperatura superiore a 800 ° F (427 ° C). Hanno scanalature tagliate sulle loro facce che sigillano l'anello in acciaio. Le flange sigillano quando i bulloni serrati comprimono la guarnizione tra le flange nelle scanalature, deformando (o coniando) la guarnizione per stabilire un contatto intimo all'interno delle scanalature, creando una tenuta metallo su metallo.

Una flangia RTJ può avere una faccia rialzata con una scanalatura dell'anello ricavata su di essa. Questa faccia sollevata non funge da alcuna parte del mezzo di tenuta. Per le flange RTJ che sigillano con guarnizioni ad anello, le facce sollevate delle flange collegate e serrate potrebbero entrare in contatto tra loro. In questo caso la guarnizione compressa non sopporterà un carico aggiuntivo oltre alla tensione del bullone, le vibrazioni e il movimento non potranno schiacciare ulteriormente la guarnizione e ridurre la tensione di collegamento.

Guarnizioni per giunti di tipo ad anello

Le guarnizioni Ring Type Joint sono anelli di tenuta metallici, adatti per applicazioni ad alta pressione e alta temperatura. Vengono sempre applicati a speciali flange di accompagnamento che garantiscono una buona ed affidabile tenuta con la corretta scelta dei profili e dei materiali.

Le guarnizioni per giunti di tipo ad anello sono progettate per sigillare mediante "contatto di linea iniziale" o azione di incuneamento tra la flangia di accoppiamento e la guarnizione. Applicando pressione sull'interfaccia di tenuta attraverso la forza del bullone, il metallo "più morbido" della guarnizione scorre nella struttura microfine del materiale più duro della flangia, creando una tenuta molto stretta ed efficiente.

Il tipo più applicato è lo stileRanello prodotto in conformità con ASME B16.20 utilizzato con flange ASME B16.5, classe da 150 a 2500. I giunti di tipo ad anello stile "R" sono prodotti sia in configurazioni ovali che ottagonali.

ILOttagonalel'anello ha un'efficienza di tenuta maggiore rispetto all'ovale e sarebbe la guarnizione preferita. Tuttavia, solo la sezione trasversale ovale può essere utilizzata nella scanalatura a fondo rotondo del vecchio tipo. Il nuovo design della scanalatura a fondo piatto accetterà la sezione trasversale ovale o ottagonale.

I giunti ad anello stile R sono progettati per sigillare pressioni fino a 6.250 psi in conformità con i valori di pressione ASME B16.5 e fino a 5.000 psi.

R OVALE

R OTTAGONALE

RX

BX

ILRXil tipo è adatto per pressioni fino a 700 bar. Questo RTJ è in grado di sigillarsi da solo. Le superfici di tenuta esterne creano il primo contatto con le flange. Una pressione del sistema più elevata provoca una pressione superficiale più elevata. Il tipo RX è intercambiabile con i modelli R standard.

ILBXil tipo è adatto per pressioni molto elevate fino a 1500 bar. Questo giunto ad anello non è intercambiabile con altri tipi ed è adatto solo per flange e scanalature di tipo API BX.

Le superfici di tenuta sulle scanalature del giunto dell'anello devono essere rifinite uniformemente a 63 micropollici ed essere prive di creste sgradevoli, segni di utensili o vibrazioni. Sigillano mediante un contatto di linea iniziale o un'azione di incuneamento quando vengono applicate le forze di compressione. La durezza dell'anello dovrebbe essere sempre inferiore alla durezza delle flange.

Scelta del materiale

La tabella seguente indica i materiali più comunemente utilizzati per i giunti ad anello.

Maschio e femmina (T&G)

Le facce della linguetta e della scanalatura di queste flange devono corrispondere. Una faccia della flangia ha un anello rialzato (linguetta) lavorato sulla faccia della flangia mentre la flangia di accoppiamento ha una depressione corrispondente (scanalatura) lavorata sulla sua faccia.

I rivestimenti maschio-femmina sono standardizzati sia nei tipi grandi che in quelli piccoli. Differiscono da maschio e femmina in quanto i diametri interni del maschio e femmina non si estendono nella base della flangia, mantenendo così la guarnizione sul suo diametro interno ed esterno. Questi si trovano comunemente sui coperchi delle pompe e sui coperchi delle valvole.

Anche i giunti maschio-femmina hanno il vantaggio di autoallinearsi e di fungere da serbatoio per l'adesivo. La giunzione a sciarpa mantiene l'asse di carico in linea con la giunzione e non richiede una lavorazione importante.

Le facce generali delle flange come RTJ, TandG e FandM non devono mai essere imbullonate insieme. La ragione di ciò è che le superfici di contatto non corrispondono e non esiste una guarnizione che abbia un tipo su un lato e un altro tipo sull'altro.

Maschio e femmina (M&F)

Con questo tipo anche le flange devono essere abbinate. Una faccia della flangia ha un'area che si estende oltre la normale faccia della flangia (maschio). L'altra flangia o flangia di accoppiamento ha una depressione corrispondente (femmina) ricavata sulla sua faccia.

Il volto femminile è profondo 3/16 di pollice, il volto maschile è alto 1/4 di pollice ed entrambi hanno una finitura liscia. Il diametro esterno della faccia femmina serve a localizzare e trattenere la guarnizione. In linea di principio sono disponibili 2 versioni; le flange M&F piccole e le flange M&F grandi. I rivestimenti maschio e femmina personalizzati si trovano comunemente sul guscio dello scambiatore di calore per incanalare e coprire le flange.

Vantaggi e svantaggi delle facce delle flange T&G e M&F

Vantaggi
Migliori proprietà di tenuta, posizionamento più preciso e compressione esatta del materiale di tenuta, utilizzo di altro materiale di tenuta più adatto e specializzato (O-ring).

Svantaggi
Disponibilità commerciale e costi. La superficie rialzata normale è molto più comune e prontamente disponibile sia per quanto riguarda le valvole, le flange che il materiale di tenuta. Un'altra complessità è che alla progettazione delle tubazioni devono essere applicate alcune regole rigide. Ordinate che le valvole abbiano l'estremità femmina su entrambi i lati, o magari su un lato, nel qual caso puntate tutte le estremità maschio nella direzione del flusso, o cosa. Lo stesso vale ovviamente per qualsiasi collegamento giunto flangiato/vaso.