Flänsytor

Vad är en flänsyta?

Olika typer av flänsytor används som kontaktytor för att fästa tätningspackningsmaterialet. ASME B16.5 och B16.47 definierar olika typer av flänsbeklädnader, inklusive den upphöjda ytan, de stora han- och honbeklädnaderna som har identiska dimensioner för att ge en relativt stor kontaktyta.

Andra flänsbeklädnader som omfattas av dessa standarder inkluderar de stora och små spont- och spårbeklädnaderna och ringfogbeklädnaden specifikt för metallpackningar av ringfogstyp.

Upphöjt ansikte (RF)

Raised Face-flänsen är den vanligaste typen som används i processanläggningstillämpningar och är lätt att identifiera. Det kallas för en upphöjd yta eftersom packningsytorna är upphöjda över bultcirkelns yta. Denna typ av yta tillåter användningen av en bred kombination av packningsdesigner, inklusive typer av plattringar och metallkompositer som spirallindade och dubbelmantlade typer.

Syftet med en RF-fläns är att koncentrera mer tryck på en mindre packningsarea och därigenom öka fogens tryckinneslutningsförmåga. Diameter och höjd är i ASME B16.5 definierade, efter tryckklass och diameter. Flänsens tryckklassning bestämmer höjden på den upphöjda ytan.

Den typiska ytfinishen för ASME B16.5 RF-flänsar är 125 till 250 µin Ra (3 till 6 µm Ra).

Förhöjd ansiktshöjd

För höjdmåtten H och B för alla beskrivna dimensioner på flänsar på denna webbsida, med undantag för Lap Joint-flänsen, är det viktigt att förstå och komma ihåg följande:

I tryckklasserna 150 och 300 är höjden på den upphöjda ytan cirka 1,6 mm (1/16 tum). I dessa två tryckklasser visar nästan alla leverantörer av flänsar i sin katalog eller broschyr H- och B-måtten inklusive den upphöjda höjden. ((Fig. 1))

I tryckklasserna 400, 600, 900, 1500 och 2500 är höjden på den upphöjda ytan cirka 6,4 mm (1/4 tum). I dessa tryckklasser visar de flesta leverantörer H- och B-måtten exklusive den upphöjda ansiktshöjden. (Fig. 2)

Platt ansikte (FF)

Flat Face-flänsen har en packningsyta i samma plan som bultcirkelns yta. Tillämpningar som använder flänsar med platt yta är ofta de där den passande flänsen eller flänskopplingen är gjord av ett gjutgods.

Platta flänsar får aldrig skruvas fast på en upphöjd fläns. ASME B31.1 säger att när man ansluter plana gjutjärnsflänsar till flänsar av kolstål, måste den upphöjda sidan på kolstålflänsen tas bort och att en helpackning krävs. Detta för att förhindra att den tunna, små gjutjärnsflänsen fjädras in i springan som orsakas av den upphöjda sidan av kolstålflänsen.

Ring-Type Joint (RTJ)

Flänsar av ringtyp används vanligtvis vid högtryck (klass 600 och högre klassificering) och/eller höga temperaturer över 800°F (427°C). De har spår skurna i deras ansikten som stålringpackningar. Flänsarna tätar när åtdragna bultar trycker ihop packningen mellan flänsarna i spåren, deformerar (eller myntar) packningen för att få intim kontakt inuti spåren, vilket skapar en metall till metall tätning.

En RTJ-fläns kan ha en upphöjd yta med ett ringspår bearbetat i den. Denna upphöjda yta tjänar inte som någon del av tätningsorganet. För RTJ-flänsar som tätar med ringpackningar kan de upphöjda ytorna på de anslutna och åtdragna flänsarna komma i kontakt med varandra. I detta fall kommer den komprimerade packningen inte att bära ytterligare belastning utöver bultspänningen, vibrationer och rörelser kan inte ytterligare krossa packningen och minska anslutningsspänningen.

Ring Typ Ledpackningar

Ring Typ Joint packningar är metalliska tätningsringar, lämpliga för högtrycks- och högtemperaturapplikationer. De appliceras alltid på speciella, medföljande flänsar som säkerställer god, tillförlitlig tätning med rätt val av profiler och material.

Ringfogspackningar är utformade för att täta genom "initial linjekontakt" eller kilverkan mellan den matchande flänsen och packningen. Genom att applicera tryck på tätningsgränssnittet genom bultkraft, flödar den "mjukare" metallen i packningen in i den mikrofina strukturen av det hårdare flänsmaterialet och skapar en mycket tät och effektiv tätning.

Den mest använda typen är stilRring som är tillverkad i enlighet med ASME B16.20 som används med ASME B16.5-flänsar, klass 150 till 2500. Typ 'R'-ringskarvar tillverkas i både ovala och åttakantiga konfigurationer.

DeÅttkantigringen har en högre tätningseffektivitet än den ovala och skulle vara den föredragna packningen. Däremot kan endast det ovala tvärsnittet användas i den gamla typen av rundbottenspår. Den nyare designen med platt botten kommer att acceptera antingen det ovala eller det åttakantiga tvärsnittet.

Typ R-ringförband är designade för att täta tryck upp till 6 250 psi i enlighet med ASME B16.5 tryckklasser och upp till 5 000 psi.

R OVAL

R AKTAGONAL

RX

BX

DeRXtyp är lämplig för tryck upp till 700 bar. Denna RTJ kan täta sig själv. De yttre tätningsytorna gör den första kontakten med flänsarna. Ett högre systemtryck orsakar ett högre yttryck. Typ RX är utbytbar med standard R-modeller.

DeBXtyp är lämplig för mycket höga tryck upp till 1500 bar. Denna ringfog är inte utbytbar med andra typer, och är endast lämplig för API typ BX flänsar och spår.

Tätningsytorna på ringfogsspåren måste vara jämnt bearbetade till 63 mikrotum och vara fria från stötande åsar, verktygs- eller skavmärken. De tätar genom en initial linjekontakt eller en kilverkan när tryckkrafterna appliceras. Ringens hårdhet bör alltid vara mindre än hårdheten på flänsarna.

Val av material

Tabellen nedan visar de mest använda materialen för ringfogar.

Tongue-and-Groove (T&G)

Flänsarnas spont- och spårytor måste matchas. En flänsyta har en upphöjd ring (tunga) bearbetad på flänsytan medan den matchande flänsen har en matchande fördjupning (spår) bearbetad i sin yta.

Spont-beklädnader är standardiserade i både stora och små typer. De skiljer sig från hane och hona genom att innerdiametrarna på sponten och spåret inte sträcker sig in i flänsbasen, vilket bibehåller packningen på dess inre och yttre diameter. Dessa finns vanligtvis på pumpkåpor och ventilkåpor.

Spont-fogar har också en fördel genom att de är självinställande och fungerar som en reservoar för limmet. Halsduken håller belastningsaxeln i linje med fogen och kräver ingen större bearbetningsoperation.

Allmänna flänsytor som RTJ, TandG och FandM ska aldrig skruvas ihop. Anledningen till detta är att kontaktytorna inte stämmer överens och det finns ingen packning som har en typ på ena sidan och en annan typ på andra sidan.

Man-och-kvinna (M&K)

Med denna typ måste flänsarna också matchas. En flänsyta har ett område som sträcker sig utanför den normala flänsytan (hane). Den andra flänsen eller matchande flänsen har en matchande fördjupning (hona) bearbetad i dess yta.

Det kvinnliga ansiktet är 3/16 tum djupt, det manliga ansiktet är 1/4 tum högt, och båda är släta. Den yttre diametern på honytan verkar för att lokalisera och hålla kvar packningen. I princip finns 2 versioner tillgängliga; de små M&F-flänsarna och de stora M&F-flänsarna. Anpassade han- och honbeklädnader finns vanligtvis på värmeväxlarens skal för att kanalisera och täcka flänsar.

Fördelar och nackdelar med T&G och M&F flänsytor

Fördelar
Bättre tätningsegenskaper, exaktare placering och exakt komprimering av tätningsmaterial, utnyttjande av annat, mer lämpligt tätnings- och specialiserat tätningsmaterial (O-ringar).

Nackdelar
Kommersiell tillgänglighet och kostnad. Normal upphöjd yta är mycket vanligare och tillgänglig både vad gäller ventiler, flänsar och tätningsmaterial. En annan komplexitet är att vissa stela regler måste tillämpas på rörkonstruktionen. Beställer du att ventilerna ska vara honända på båda sidor, eller på ena sidan kanske, i så fall pekar du alla hanändar i flödesriktningen, eller vad. Detsamma gäller givetvis alla flänsförband/kärlkopplingar.