Ein Flansch, auch Flanschplatte oder Flansch genannt, ist ein Bauteil, mit dem Rohre miteinander verbunden werden. Es wird am Rohrende befestigt. Flansche haben Löcher für die Durchführung von Schrauben, wodurch zwei Flansche fest verbunden werden. Zur Abdichtung zwischen den Flanschen wird eine Dichtung verwendet.
Verbindungen zwischen Containerkomponenten können nicht -entfernbar (verschweißt) oder lösbar sein. Aufgrund der Anforderungen des Produktionsprozesses und zur Vereinfachung von Herstellung, Transport, Installation und Wartung werden häufig lösbare Flanschverbindungen zwischen Zylindern, Zylindern und Köpfen, Rohren und Rohren sowie Rohren und Ventilen verwendet.
Obwohl lösbare Strukturen Flanschverbindungen, Gewindeverbindungen und Muffenverbindungen umfassen, werden Flanschverbindungen aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile wie zuverlässiger Abdichtung, hoher Festigkeit und breiter Anwendbarkeit am häufigsten in chemischen und pharmazeutischen Geräten und Rohrleitungen verwendet.
Flanschverbindungsstruktur und Dichtungsmechanismus
Funktionsmechanismus: Durch das Voranziehen der Schrauben wird die Dichtung zwischen den Flanschdichtflächen komprimiert und verdichtet, wodurch die ungleichmäßigen Lücken auf den Flanschdichtflächen gefüllt werden. Dadurch wird ein Permeationsaustritt des Mediums durch die Kapillarporen im Inneren der Dichtung und eine Leckage an der Grenzfläche zwischen der Dichtung und der Dichtfläche verhindert. Dadurch wird eine Vor-Versiegelung erreicht.
Die Bedingungen zur Gewährleistung einer leckagesicheren Flanschverbindung sind: Beim Vor-Anziehen darf der auf die Dichtung wirkende Vor-Anziehdruck nicht niedriger sein als der Vor-Dichtungsdruck; Im Betrieb darf der auf die Dichtung wirkende Restdruck nicht geringer sein als der Arbeitsdichtdruck.
Flanschtypen
Klassifizierung basierend auf dem Grad der Integration zwischen Flansch und Gerät oder Rohrleitung:
1. Integrierter Flansch
Aufsteckflansch: Wird in Anwendungen mit relativ niedriger Temperatur und niedrigem Druck verwendet. (Spezifische Temperatur- und Druckwerte sind in der Norm angegeben.)
Stumpfgeschweißter Flansch: Geeignet für kritische Anwendungen mit höherem Druck und höherer Temperatur sowie für giftige, brennbare und explosive Materialien. Höhere Kosten.
Unterschiede zwischen Aufsteck- und stumpfgeschweißten Flanschen:
1. Unterschiedliche Schweißnahttypen: Aufsteckschweißnähte können nicht radiologisch geprüft werden, Stumpfschweißnähte hingegen schon; Aufsteckschweißnähte bestehen aus zwei Eckringschweißnähten, während Stumpfschweißnähte aus einer einzigen Stoßringschweißnaht bestehen.
2. Unterschiedliche Nenndrücke: Der Nenndruck eines Aufsteckflansches beträgt 0,6-4,0 MPa, während der eines Vorschweißflansches 1–25 MPa beträgt. Offensichtlich ist der Aufsteckflansch für niedrigere Druckstufen geeignet.
3. Verschiedene Verbindungsmethoden: Aufsteckflansche können im Allgemeinen nur an Rohre angeschlossen werden, nicht direkt an Schweißhalsformstücke; Vorschweißflansche können im Allgemeinen direkt mit allen Vorschweißanschlüssen (einschließlich Bögen, T-Stücken, Reduzierstücken usw.), einschließlich Rohren, verbunden werden.
2. Lose Flansche
Merkmale: Der Flansch ist nicht mit dem Rohr oder Behälter verbunden. Es ist für Niederdruckanwendungen geeignet und erzeugt keine zusätzliche Biegespannung auf Nichteisenmetalle und Geräte und Rohrschalen aus Edelstahl. Wenn es aus Kohlenstoffstahl hergestellt wird, kann der Verbrauch von Edelmetallen eingespart werden. Allerdings weisen Losflansche eine geringe Steifigkeit auf.
Flanschverbindungsmethoden an Behälter oder Rohrleitungen:
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Hülse über einem Flansch
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Hülse über einem Schweißring
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Ärmel über einem Ring
3. Gewindeflansche
Der Flansch wird häufig bei Hochdruckrohrleitungen mit kleinem{0}Durchmesser-verwendet und übt eine relativ geringe zusätzliche Belastung auf die Rohrwand aus.
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Flanschformen
Im Allgemeinen sind Flansche in Scheiben- oder Halsscheibenform erhältlich, einige sind quadratisch oder oval (Taillenform).
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Quadratischer Flansch
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Runder Flansch
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Ovaler Flansch
Faktoren, die die Flanschdichtung beeinflussen
Zu den Hauptfaktoren, die die Flanschdichtung beeinflussen, gehören: Schraubenvorspannung, Art der Dichtfläche, Dichtungsleistung, Flanschsteifigkeit und Betriebsbedingungen.
Dichtflächentypen:
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Flachflächentyp: Einfache Struktur, leicht zu verarbeiten, praktisch für Korrosionsschutz oder Auskleidung. Die Dichtung lässt sich jedoch leicht extrudieren und lässt sich nur schwer festziehen. Sie eignet sich daher für Anwendungen mit niedrigem{1}Druck, kleiner-Größe, ungiftigen-Anforderungen und geringen Dichtungsanforderungen.
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Ausführung mit erhabener Fläche: Gute Zentrierung, gute Dichtleistung, geeignet für Anwendungen bei mittlerem Druck und hohen Temperaturen.
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Nut-Feder-Typ: Gute Zentrierung, zuverlässige Abdichtung, geringe Dichtungsbreite und geringe erforderliche Klemmkraft, geeignet für brennbare, explosive, giftige und Hochdruckanwendungen. Die Bearbeitung und Wartung ist relativ schwierig.
Das Auswahlprinzip für die Spannfläche lautet: zuverlässige Abdichtung gewährleisten, einfache Bearbeitung, bequeme Montage und niedrige Kosten anstreben.
Dichtungsleistung
Bei Flanschverbindungen hängt die Dichtwirkung maßgeblich von der Dichtleistung der Dichtung ab.
1. Materialanforderungen: Korrosionsbeständig, verunreinigt das Produkt nicht, weist ein gewisses Maß an Elastizität, angemessene mechanische Festigkeit und Flexibilität auf und verschlechtert sich bei Temperaturänderungen nicht so leicht, verhärtet oder erweicht sich nicht.
2. Klassifizierung:
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Normen für Druckbehälterflansche und Rohrflansche
Behälterflansche werden nur für Verbindungen zwischen Behälterwänden verwendet, beispielsweise für Verbindungen zwischen Abschnitten oder zwischen Abschnitten und Köpfen. Rohrflansche werden ausschließlich für Verbindungen zwischen Rohren verwendet.
Besonderer Hinweis: Die beiden sind nicht austauschbar!!!
Druckbehälterflansche: JB/T4700~4707 „Druckbehälterflansche“
Rohrflansche:
HG20592~20635 „Stahlrohrflansche, Dichtungen und Befestigungselemente“
GB/T9112~9125 „Stahlrohrflansche“
JB/T74~90 „Stahlrohrflansche, Dichtungen und Befestigungselemente“
Drei wichtige Parameter in Flanschnormen
1. Nennweite DN:
Der Nenndurchmesser eines Flansches bezieht sich auf den Nenndurchmesser des Behälters oder Rohrs, mit dem er verbunden ist. Der Nenndurchmesser eines Behälters bezieht sich auf seinen Innendurchmesser (außer bei Behältern mit Rohren als zylindrischem Körper). Der Nenndurchmesser eines Rohres bezieht sich auf seinen Nenndurchmesser, der ein Wert zwischen dem Innen- und Außendurchmesser des Rohres ist, wobei die meisten Werte nahe am Innendurchmesser liegen. Stahlrohre mit gleichem Nenndurchmesser haben den gleichen Außendurchmesser, aber da die Dicke variiert, variiert auch der Innendurchmesser. Siehe Tabelle 14-1.
2. Nenndruck PN:
Der Nenndruck ist eine Druckstufe, die zur Festlegung von Standards verwendet wird. Siehe Tabelle 14-2.
3. Maximal zulässiger Arbeitsdruck:
Der Nenndruck in Flanschnormen für Druckbehälter wird auf der Grundlage des Flanschmaterials 16Mn (oder 16MnR) und einer Auslegungstemperatur von 200 Grad bestimmt. Wenn sich das Flanschmaterial und die Temperatur ändern, erhöht oder verringert sich der maximal zulässige Arbeitsdruck des Flansches. Zum Beispiel der maximal zulässige Arbeitsdruck des Langhals-Schweißflansches in Tabelle 14-3.
So wählen Sie einen Druckbehälterflansch aus
Wählen Sie einen Flansch für den Mantel oder Kopf eines Behälters mit einem Innendurchmesser von Di, einem Auslegungsdruck von p und einer Auslegungstemperatur von t.
1. Beziehen Sie sich auf der Grundlage des Nenndurchmessers DN und des Auslegungsdrucks p des Behälters auf Tabelle 1 von JB/T4700, um zunächst den Strukturtyp des Flansches zu bestimmen (Flachschweißflansch Typ A, Flachschweißflansch Typ B oder Schweißflansch mit langem Hals).
2. Bestimmen Sie basierend auf dem Auslegungsdruck p des Behälters, der Auslegungstemperatur t und dem zu verwendenden Flanschmaterial den PN des ausgewählten Flansches gemäß Tabelle 6 oder Tabelle 7 von JB/T4700 (Tabelle mit dem maximal zulässigen Arbeitsdruck).
3. Sehen Sie sich anhand von PN und DN Tabelle 1 von JB/T4700 an, um zu überprüfen, ob der ursprünglich festgelegte Flanschtyp die Anforderungen erfüllt. Ist dies nicht der Fall, muss der Flanschtyp oder das Material geändert und der PN neu bestimmt werden.
4. Bestimmen Sie die Flanschabmessungen gemäß JB/T4701 (Typ A), 4702 (Typ B) oder 4703 (Langhalsschweißung).
