플랜지 유형

이전에 이미 설명했듯이 가장 많이 사용되는 플랜지 유형 ASME B16.5는 용접 넥, 슬립 온, 소켓 용접, 랩 조인트, 나사형 및 블라인드 플랜지입니다. 아래에는 각 유형에 대한 간략한 설명과 정의가 자세한 이미지와 함께 나와 있습니다.

가장 일반적인 플랜지 유형

용접 넥 플랜지

웰딩 넥 플랜지는 파이프나 피팅에서 벽 두께까지 점차적으로 늘어나는 긴 테이퍼형 허브에서 쉽게 알아볼 수 있습니다.

긴 테이퍼형 허브는 고압, 영하 및/또는 고온과 관련된 여러 응용 분야에서 사용하기 위한 중요한 보강재를 제공합니다. 테이퍼에 의해 영향을 받는 플랜지 두께에서 파이프 또는 피팅 벽 두께로의 원활한 전환은 라인 확장이나 기타 다양한 힘으로 인해 반복 굽힘 조건에서 매우 유용합니다.

이러한 플랜지는 결합 파이프 또는 피팅의 내부 직경과 일치하도록 구멍이 뚫려 있으므로 제품 흐름에 제한이 없습니다. 이는 접합부의 난류를 방지하고 침식을 줄입니다. 또한 테이퍼형 허브를 통해 탁월한 응력 분산을 제공하며 결함 탐지를 위해 쉽게 방사선 촬영됩니다.

이 플랜지 유형은 단일 완전 관통 V 용접(버트 용접)으로 파이프 또는 피팅에 용접됩니다.

슬립온 플랜지

내부 압력을 받는 슬립온 플랜지의 계산된 강도는 웰딩 넥 플랜지의 2/3 정도이고, 피로 수명은 후자의 약 1/3입니다.

파이프와의 연결은 2개의 필릿 용접으로 이루어지며 플랜지 외부와 내부에서도 이루어집니다.

이미지의 X 측정값은 대략 다음과 같습니다.
파이프의 벽 두께 + 3 mm.

이 공간은 용접 과정에서 플랜지 면이 손상되지 않도록 하기 위해 필요합니다.

플랜지의 단점은 원칙적으로 항상 먼저 파이프를 용접한 다음 피팅만 용접해야 한다는 것입니다. 플랜지와 엘보 또는 플랜지와 티의 조합은 불가능합니다. 명명된 피팅에는 직선 끝이 없어 슬립 온 플랜지에서 완전히 미끄러지기 때문입니다.

소켓 용접 플랜지

소켓 용접 플랜지는 처음에는 소형 고압 배관에 사용하기 위해 개발되었습니다. 정적 강도는 Slip On 플랜지와 동일하지만 피로 강도는 이중 용접 Slip On 플랜지보다 50% 더 높습니다.

파이프와의 연결은 플랜지 외부에서 1개의 필릿 용접으로 이루어집니다. 단, 용접하기 전에 플랜지나 피팅과 파이프 사이에 공간을 만들어야 합니다.

ASME B31.1 1998 127.3 용접 준비(E) 소켓 용접 조립 내용:
용접 전 조인트 조립 시 파이프 또는 튜브를 소켓에 최대 깊이까지 삽입한 다음 파이프 끝과 소켓 숄더 사이의 접촉부에서 약 1/16인치(1.6mm) 정도 빼내야 합니다.

소켓 용접에서 바닥 틈새의 목적은 일반적으로 용접 금속이 응고되는 동안 발생할 수 있는 용접 루트의 잔류 응력을 줄이는 것입니다. 이미지는 확장 간격에 대한 X 측정값을 보여줍니다.

이 플랜지의 단점은 바로 간격이 만들어져야 한다는 것입니다. 부식성 제품, 주로 스테인레스 스틸 파이프 시스템에서 파이프와 플랜지 사이의 균열로 인해 부식 문제가 발생할 수 있습니다. 일부 공정에서는 이 플랜지도 허용되지 않습니다. 저는 이 문제에 대한 전문가는 아니지만 인터넷에서 부식 형태에 대한 많은 정보를 찾을 수 있습니다.

또한 이 플랜지 수의 경우 원칙적으로 항상 먼저 파이프를 용접한 다음 피팅만 용접해야 합니다.

랩 조인트 플랜지

랩 조인트 플랜지는 이 페이지에 명명된 다른 플랜지와 모두 동일한 공통 치수를 갖지만 돌출된 면이 없으며 "랩 조인트 스텁 엔드"와 함께 사용됩니다.

이 플랜지는 스텁 엔드의 플랜지 부분을 수용하기 위한 보어와 플랜지 면의 교차점 반경을 제외하고 슬립온 플랜지와 거의 동일합니다.

압력 유지 능력은 Slip On 플랜지보다 거의 우수하지 않으며 조립품의 피로 수명은 Welding Neck 플랜지의 1/10에 불과합니다.

모든 압력에서 사용할 수 있으며 전체 크기 범위에서 사용할 수 있습니다. 이러한 플랜지는 파이프 위로 미끄러져 들어가며 용접되거나 고정되지 않습니다. 볼팅 압력은 파이프 랩(Stub End) 후면에 대한 플랜지의 압력에 의해 가스켓에 전달됩니다.

랩 조인트 플랜지에는 다음과 같은 특별한 장점이 있습니다.

• 파이프 주위를 자유롭게 회전할 수 있어 반대쪽 플랜지 볼트 구멍을 쉽게 정렬할 수 있습니다.
• 파이프 내 유체와의 접촉이 부족하여 부식 방지 파이프와 함께 저렴한 탄소강 플랜지를 사용할 수 있는 경우가 많습니다.
• 빠르게 침식되거나 부식되는 시스템에서는 플랜지를 회수하여 재사용할 수 있습니다.

스텁 엔드

스텁 엔드는 항상 랩 조인트 플랜지와 함께 백킹 플랜지로 사용됩니다.

이 플랜지 연결은 저압 및 중요하지 않은 응용 분야에 적용되며 저렴한 플랜지 방법입니다.
예를 들어 스테인레스 스틸 파이프 시스템에서는 파이프 내 제품과 접촉하지 않기 때문에 탄소강 플랜지를 적용할 수 있습니다.

스텁 엔드는 거의 모든 파이프 직경에 사용할 수 있습니다. 치수 및 치수 공차는 ASME B.16.9 표준에 정의되어 있습니다. 경량 내부식성 스터브 엔드(피팅)는 MSS SP43에 정의되어 있습니다.

스레드 플랜지

나사식 플랜지는 용접 없이 파이프에 부착할 수 있다는 주요 장점과 함께 특수한 상황에 사용됩니다. 때로는 씰 용접이 나사산 연결과 함께 사용되기도 합니다.

대부분의 크기와 압력 등급에서 여전히 사용 가능하지만 오늘날 나사형 피팅은 거의 독점적으로 더 작은 파이프 크기에 사용됩니다.

나사식 플랜지 또는 피팅은 파이프의 나사산 절단이 불가능하기 때문에 벽 두께가 얇은 파이프 시스템에는 적합하지 않습니다. 따라서 더 두꺼운 벽 두께를 선택해야 합니다. 무엇이 더 두꺼운가요?

ASME B31.3 배관 가이드는 다음과 같이 말합니다.
강철 파이프가 나사산이 있고 250psi 이상의 증기 서비스 또는 220°F 이상의 수온과 100psi 이상의 수도 서비스에 사용되는 경우 파이프는 이음매가 없어야 하며 두께는 ASME B36.10의 스케줄 80 이상이어야 합니다.

블라인드 플랜지

블라인드 플랜지는 보어 없이 제조되며 배관 끝, 밸브 및 압력 용기 개구부를 막는 데 사용됩니다.

내부 압력과 볼트 하중의 관점에서 보면 블라인드 플랜지, 특히 더 큰 크기의 플랜지가 가장 응력을 많이 받는 플랜지 유형입니다.

그러나 이러한 응력의 대부분은 중심 근처에서 굽힘 유형이며 표준 내경이 없기 때문에 이러한 플랜지는 더 높은 압력 온도 응용 분야에 적합합니다.