Tipi di flangia

Come già descritto in precedenza, i tipi di flangia ASME B16.5 più utilizzati sono: Welding Neck, Slip On, Socket Weld, Lap Joint, Threaded e Blind flange. Di seguito troverete una breve descrizione e definizione di ciascuna tipologia, completata da un'immagine dettagliata.

Tipi di flangia più comuni

Flangia del collo di saldatura

Le flange del collo a saldare sono facilmente riconoscibili dal lungo mozzo conico, che si estende gradualmente fino allo spessore della parete di un tubo o di un raccordo.

Il lungo mozzo conico fornisce un importante rinforzo per l'uso in diverse applicazioni che coinvolgono alte pressioni, temperature sotto zero e/o temperature elevate. La transizione graduale dallo spessore della flangia allo spessore della parete del tubo o del raccordo effettuata dalla rastremazione è estremamente vantaggiosa, in condizioni di flessione ripetuta, causata dall'espansione della linea o da altre forze variabili.

Queste flange sono forate per corrispondere al diametro interno del tubo o del raccordo di accoppiamento, quindi non vi sarà alcuna restrizione del flusso del prodotto. Ciò impedisce la turbolenza nel giunto e riduce l'erosione. Forniscono inoltre un'eccellente distribuzione delle sollecitazioni attraverso il mozzo conico e sono facilmente radiografabili per il rilevamento dei difetti.

Questo tipo di flangia verrà saldato a un tubo o a un raccordo con una singola penetrazione completa, saldatura a V (saldatura di testa).

Flangia slip-on

La resistenza calcolata di una flangia Slip On sotto pressione interna è dell'ordine di due terzi di quella delle flange Welding Neck, e la loro durata sotto fatica è circa un terzo di quella di queste ultime.

Il collegamento con il tubo avviene mediante 2 saldature d'angolo, sia all'esterno che all'interno della flangia.

La misura X sull'immagine, è approssimativamente:
Spessore della parete del tubo + 3 mm.

Questo spazio è necessario per non danneggiare la faccia della flangia durante il processo di saldatura.

Uno svantaggio della flangia è che secondo questo principio si deve sempre saldare prima un tubo e poi solo un raccordo. Una combinazione di flangia e gomito o flangia e raccordo a T non è possibile, perché i raccordi menzionati non hanno un'estremità diritta, che scorre completamente nella flangia Slip On.

Flangia a saldare

Le flange Socket Weld sono state inizialmente sviluppate per l'uso su tubazioni ad alta pressione di piccole dimensioni. La loro resistenza statica è uguale alle flange Slip On, ma la loro resistenza alla fatica è maggiore del 50% rispetto alle flange Slip On a doppia saldatura.

Il collegamento con il tubo avviene con 1 saldatura d'angolo, all'esterno della flangia. Ma prima della saldatura è necessario creare uno spazio tra la flangia o il raccordo e il tubo.

ASME B31.1 1998 127.3 Preparazione per la saldatura (E) Socket Weld Assembly dice:
Nell'assemblaggio del giunto prima della saldatura, il tubo o tubo deve essere inserito nel bicchiere alla profondità massima e poi ritirato a circa 1/16″ (1,6 mm) di distanza dal contatto tra l'estremità del tubo e la spalla del bicchiere.

Lo scopo del gioco di fondo in una saldatura a tasca è solitamente quello di ridurre la tensione residua alla radice della saldatura che potrebbe verificarsi durante la solidificazione del metallo di saldatura. L'immagine mostra la misura X per il gioco di dilatazione.

Lo svantaggio di questa flangia è proprio lo spazio che deve essere creato. In presenza di prodotti corrosivi, e soprattutto nei sistemi di tubazioni in acciaio inossidabile, la fessura tra tubo e flangia può dare problemi di corrosione. In alcuni processi anche questa flangia non è consentita. Non sono un esperto in materia, ma su internet troverete molte informazioni sulle forme di corrosione.

Anche per questa flangia conta, secondo questo principio bisogna sempre prima saldare un tubo e poi solo un raccordo.

Flangia Lap Joint

Le flange per giunzioni sovrapposte hanno tutte le stesse dimensioni comuni di qualsiasi altra flangia denominata in questa pagina, tuttavia non hanno una faccia rialzata, vengono utilizzate insieme a una "estremità del troncone per giunzioni sovrapposte".

Queste flange sono quasi identiche a una flangia Slip On con l'eccezione di un raggio all'intersezione della faccia della flangia e del foro per accogliere la parte flangiata dell'estremità del tubo.

La loro capacità di tenuta della pressione è poco, se non nulla, migliore di quella delle flange Slip On e la durata a fatica dell'assemblaggio è solo un decimo di quella delle flange Welding Neck.

Possono essere utilizzati a tutte le pressioni e sono disponibili in una gamma completa. Queste flange scivolano sul tubo e non sono saldate o fissate in altro modo ad esso. La pressione di serraggio viene trasmessa alla guarnizione dalla pressione della flangia contro la parte posteriore della sovrapposizione del tubo (estremità del tubo).

Le flange Lap Joint presentano alcuni vantaggi speciali:

• La libertà di ruotare attorno al tubo facilita l'allineamento dei fori dei bulloni della flangia opposti.
• La mancanza di contatto con il fluido nel tubo spesso consente l'uso di flange economiche in acciaio al carbonio con tubo resistente alla corrosione.
• Nei sistemi che si erodono o corrodono rapidamente, le flange possono essere recuperate per il riutilizzo.

Fine del troncone

Un'estremità stub verrà sempre utilizzata con una flangia Lap Joint, come flangia di supporto.

Queste connessioni flangiate vengono applicate in applicazioni a bassa pressione e non critiche e rappresentano un metodo di flangiatura economico.
In un sistema di tubazioni in acciaio inossidabile, ad esempio, è possibile applicare una flangia in acciaio al carbonio, poiché non viene a contatto con il prodotto nel tubo.

Le estremità dei tubi sono disponibili in quasi tutti i diametri dei tubi. Dimensioni e tolleranze dimensionali sono definite nello standard ASME B.16.9. Le estremità terminali (raccordi) leggere e resistenti alla corrosione sono definite in MSS SP43.

Flangia filettata

Le flange filettate vengono utilizzate per circostanze speciali e il loro vantaggio principale è che possono essere fissate al tubo senza saldatura. A volte viene utilizzata anche una saldatura a tenuta insieme alla connessione filettata.

Sebbene siano ancora disponibili nella maggior parte delle dimensioni e dei valori di pressione, oggi i raccordi filettati vengono utilizzati quasi esclusivamente per tubi di dimensioni più piccole.

Una flangia o un raccordo filettato non è adatto per un sistema di tubi con spessore di parete sottile, poiché non è possibile tagliare la filettatura su un tubo. Pertanto, è necessario scegliere uno spessore di parete più spesso... cos'è più spesso?

ASME B31.3 Guida alle tubazioni dice:
Laddove il tubo in acciaio sia filettato e utilizzato per servizi con vapore superiore a 250 psi o per servizi idrici superiori a 100 psi con temperature dell'acqua superiori a 220° F, il tubo dovrà essere senza giunture e avere uno spessore almeno pari alla tabella 80 di ASME B36.10.

Flangia cieca

Le flange cieche sono prodotte senza foro e utilizzate per chiudere le estremità di tubazioni, valvole e aperture di recipienti a pressione.

Dal punto di vista della pressione interna e del carico dei bulloni, le flange cieche, in particolare nelle dimensioni più grandi, sono i tipi di flangia più sollecitati.

Tuttavia, la maggior parte di queste sollecitazioni sono di tipo flettente vicino al centro e, poiché non esiste un diametro interno standard, queste flange sono adatte per applicazioni con temperature di pressione più elevate.