Zunächst eine grundlegende Einführung in Flansche
Rohrflansche sowie deren Dichtungen und Befestigungselemente werden zusammenfassend als Flanschverbindungen bezeichnet.
1. Anwendung: Flanschverbindungen sind ein sehr gebräuchliches und weit verbreitetes Bauteil im Maschinenbau. Sie sind unverzichtbarer Bestandteil von Rohrleitungen, Rohrverbindungsstücken und Ventilen und werden auch in Anlagen und Anlagenteilen (wie z. B. Mannlöchern, Schaugläsern für Flüssigkeitsstände usw.) verwendet. Darüber hinaus finden Flanschverbindungen auch in anderen Bereichen wie Industrieöfen, Wärmetechnik, Wasserversorgung und -entsorgung, Heizungs- und Lüftungstechnik sowie Automatisierungstechnik häufig Anwendung.
2. Werkstoff: Schmiedestahl, WCB-Kohlenstoffstahl, Edelstahl, 316L, 316, 304L, 304, 321, Chrom-Molybdän-Stahl, Chrom-Molybdän-Vanadium-Stahl, Molybdän-Titan, Gummiauskleidung, Fluorauskleidungsmaterial.
3. Klassifizierung: Flachschweißflansch, Halsflansch, Stumpfschweißflansch, Ringverbindungsflansch, Muffenflansch, Blindflansch usw.
4. Implementierungsstandards: GB-Reihe (nationaler Standard), JB-Reihe (Ministerium für Maschinenbau), HG-Reihe (Ministerium für Chemische Industrie), ASME B16.5 (amerikanischer Standard), BS4504 (britischer Standard), DIN (deutscher Standard), JIS (japanischer Standard).
5. Internationales Rohrflanschnormsystem:
International existieren zwei Hauptsysteme von Rohrflanschnormen.
Das europäische Rohrflanschsystem, vertreten durch das deutsche DIN (einschließlich der ehemaligen Sowjetunion)
Das amerikanische Rohrflanschsystem wird durch den amerikanischen ANSI-Rohrflansch repräsentiert.
Zweitens: 12 Flanschtypen und ihre Eigenschaften
1. Flachschweißflansch: Flachschweißflansch (chemischer Standard HG20592, nationaler Standard GB/T9119, mechanischer Standard JB/T81).
Vorteile: bequeme Materialbeschaffung, einfache Fertigung, niedrige Kosten und breite Anwendung.
Nachteile: Aufgrund der geringen Steifigkeit ist es nicht geeignet für Rohrleitungssysteme in chemischen Prozessen mit Bedarfs- und Zufuhrströmen, für brennbare und explosive Stoffe, für Hochvakuum-Anwendungen sowie für Umgebungen mit hohen und extremen Gefahren. Die Dichtflächen sind flach oder erhaben.
2. Flachschweißflansch mit Hals: Der Flachschweißflansch mit Hals gehört zum nationalen Normflanschsystem, ist eine der Ausführungen des nationalen Normflansches (auch bekannt als GB-Flansch) und einer der am häufigsten verwendeten Flansche an Anlagen oder Rohrleitungen.
Vorteile: Die Installation vor Ort ist einfach, und das Klopfen und Reiben der Schweißnaht kann entfallen.
Nachteile: Die Halshöhe des Flachschweißflansches mit Hals ist relativ gering, was die Steifigkeit und Tragfähigkeit des Flansches erhöht. Im Vergleich zum Stumpfschweißflansch ist der Schweißaufwand höher, der Schweißdrahtverbrauch höher, und er ist nicht beständig gegen hohe Temperaturen und Drücke, wiederholtes Biegen und Temperaturschwankungen.
3. Verjüngter Stumpfschweißflansch: Die Dichtflächenformen des verjüngten Stumpfschweißflansches sind: erhöhte Dichtfläche (RF), konkave Dichtfläche (FM), konvexe Dichtfläche (M), Zapfendichtfläche (T), Nutdichtfläche (G), Vollfläche (FF).
Vorteile: Die Verbindung ist formstabil, bietet eine gute Abdichtung und findet breite Anwendung. Sie eignet sich für Rohrleitungen mit starken Temperatur- oder Druckschwankungen sowie für Rohrleitungen mit hohen und niedrigen Temperaturen. Auch für den Transport von wertvollen, brennbaren und explosiven Medien sowie giftigen Gasen wird sie eingesetzt.
Nachteile: Halsstumpfschweißflansche sind groß, schwer, teuer und schwierig zu montieren und zu positionieren, sodass sie beim Transport eher anstoßen.
4. Integralflansch: Der Integralflansch ist eine Flanschverbindungsmethode. Er ist eine Art Stumpfschweißflansch für Stahlrohre. Zu den Werkstoffen gehören Kohlenstoffstahl, Edelstahl, legierter Stahl usw. In verschiedenen nationalen Normen wird die Abkürzung IF für Integralflansche verwendet. Er kommt hauptsächlich in Rohrleitungen mit hohem Druck zum Einsatz und wird in der Regel im Gussverfahren hergestellt. Bei der Flanschbezeichnung steht „IF“ für den Typ des Integralflansches. Im Allgemeinen handelt es sich um einen Flansch mit erhöhter Dichtfläche (RF). Bei Anwendungen in brennbaren, explosionsgefährdeten, hochdruckgefährdeten oder extrem gefährlichen Umgebungen können zusätzlich zur RF-Oberfläche auch Dichtflächen mit konvex-konkaver Dichtfläche (MFM) oder Nut-Feder-Verbindung (TG) gewählt werden.
5. Muffenschweißflansch: Der Muffenschweißflansch ist ein Flansch, der an einem Ende an das Stahlrohr geschweißt und am anderen Ende verschraubt wird.
Dichtflächenform: erhöhte Dichtfläche (RF), konkav-konvexe Dichtfläche (MFM), Nut- und Feder-Dichtfläche (TG), Ringfugen-Dichtfläche (RJ).
Anwendungsbereich: Kesseldruckbehälter, Erdöl-, Chemie-, Schiffbau-, Pharma-, Metallurgie-, Maschinenbau-, Lebensmittel- und weitere Industrien. Üblicherweise verwendet in Rohrleitungen mit PN ≤ 10,0 MPa, DN ≤ 40.
6. Gewindeflansch: Der Gewindeflansch ist ein nicht geschweißter Flansch, bei dem die Innenbohrung des Flansches zu einem Rohrgewinde verarbeitet wird und der mit einem Gewinderohr aus Stahl verbunden wird.
Vorteile: Im Vergleich zu Flachschweißflanschen oder Stumpfschweißflanschen sind Gewindeflansche einfacher zu montieren und zu warten und eignen sich für Rohrleitungen, bei denen Schweißarbeiten vor Ort nicht zulässig sind. Flansche aus legiertem Stahl weisen zwar eine ausreichende Festigkeit auf, sind aber schwer oder schlecht zu schweißen; in diesem Fall können Gewindeflansche eine Alternative sein.
Nachteile: Bei Bedingungen, bei denen sich die Rohrleitungstemperatur stark ändert oder die Temperatur über 260℃ und unter -45℃ liegt, wird empfohlen, keine Gewindeflansche zu verwenden, um Leckagen zu vermeiden.
7. Loser Flansch für Stumpfschweißringe: Ein loser Flansch für Stumpfschweißringe ist ein beweglicher Flansch, der üblicherweise mit Wasserversorgungs- und Entwässerungsarmaturen ausgestattet ist. Ab Werk befindet sich an jedem Ende der Dehnungsfuge ein Flansch, der mittels Verschraubungen direkt mit den Rohrleitungen und Anlagen im Projekt verbunden wird.
Funktion: Der Einsatz eines stumpfgeschweißten Ringflansches dient im Allgemeinen der Materialeinsparung. Er besteht aus zwei Teilen: Ein Ende des Stahlrohrs ist mit der Rohrleitung verbunden, das andere Ende bildet einen stumpfgeschweißten Ring. Der Flansch wird aus minderwertigen Werkstoffen gefertigt, während das Stahlrohr aus dem gleichen Material wie die Rohrleitung besteht, um Material zu sparen.
Vorteile: Kosteneinsparung. Bei speziellen und teuren Rohrmaterialien sind die Kosten für das Schweißen von Flanschen aus demselben Material hoch. Materialien wie Kunststoff- oder Glasfaserrohre sind oft schwer zu schweißen oder zu bearbeiten oder erfordern hohe Festigkeit. Auch die Montage wird vereinfacht, da die Flanschbolzenlöcher beim Verbinden nicht aufwendig ausgerichtet werden müssen und sich bei einem späteren Austausch von Anlagenteilen nicht verschieben können.
Nachteile: Geringer Druckwiderstand und geringe Festigkeit am Schweißring (insbesondere bei einer Dicke von weniger als 3 mm).
8. Flachschweißring-Loseflansch: Ein Flachschweißring-Loseflansch ist ein beweglicher Flansch, der mittels Schrauben direkt mit der Rohrleitung und den Anlagenteilen des Projekts verbunden wird. Der Einsatz eines Flachschweißring-Loseflansches dient in der Regel der Materialeinsparung. Seine Konstruktion besteht aus zwei Teilen: Ein Ende des Stahlrohrs wird mit der Rohrleitung verbunden, das andere Ende ist als Flansch ausgebildet und wird mit einer Hülse versehen.
Vorteile: Einfaches Schweißen oder Bearbeiten, insbesondere bei Anforderungen an hohe Festigkeit, z. B. bei Kunststoff- oder Glasfaserrohren. Montagefreundlich: Die übereinstimmenden Flanschbolzenlöcher erleichtern die Ausrichtung und verhindern ein Verrutschen der Bolzenlöcher beim späteren Austausch von Komponenten. Kosteneinsparung bei hohen Preisen. Bei speziellen Rohrmaterialien sind die Kosten für das Schweißen von Flanschen aus demselben Material hoch.
Nachteile: Geringe Druckbelastbarkeit. Geringe Festigkeit am Schweißring (insbesondere bei einer Dicke von weniger als 3 mm).
9. Flanschabdeckung: Auch als Blindflansch oder Blindplatte bekannt, ist ein Flansch ohne mittige Öffnung, der zum Abdichten des Rohrverschlusses dient. Seine Funktion entspricht der von Schweißkopf und Gewindekappe, mit dem Unterschied, dass Blindflansch und Gewindekappe jederzeit abnehmbar sind, Schweißkopf hingegen nicht.
Dichtfläche des Flanschdeckels: ebene Fläche (FF), erhöhte Fläche (RF), konkave und konvexe Fläche (MFM), Nut- und Federfläche (TG), Ringverbindungsfläche (RJ)
10. Ausgekleideter Flanschdeckel: Ein ausgekleideter Flanschdeckel ist ein Blindflansch, dessen dem Medium zugewandte Seite vollständig aus Edelstahl verschweißt ist. Er dient als Blindplatte bei Rohrleitungen mit korrosiven Medien. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Flanschdeckel ist die Kontaktfläche zum Medium mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen.
11. Amerikanischer Standard-Flachschweißflansch mit Hals: Der Flachschweißflansch mit Hals wird an das Rohrende angeschlossen und dient hauptsächlich der Verbindung von Stahlrohren. Er verfügt über Bohrungen, durch die Schrauben geführt werden, um die beiden Flansche dicht zu verbinden. Die Abdichtung erfolgt mittels Dichtungen. Die Dichtung befindet sich zwischen den Dichtflächen der beiden Flansche. Nach dem Anziehen der Mutter verformt sich die Dichtungsfläche bei Erreichen eines bestimmten Drucks und gleicht Unebenheiten auf der Dichtfläche aus. Dadurch wird eine dichte und leckagefreie Verbindung hergestellt. Flanschverbindungen sind lösbare Verbindungen und lassen sich je nach Art der Verbindung in Behälter- und Rohrflansche unterteilen. Flachschweißflansche mit Hals eignen sich für Stahlrohrverbindungen mit einem Nenndruck von maximal 2,5 MPa. Sie werden zum Stumpfschweißen von Flanschen und Stahlrohren verwendet. Sie zeichnen sich durch eine stabile Konstruktion, hohe Festigkeit und Steifigkeit aus, sind beständig gegen hohe Temperaturen und Drücke, wiederholtes Biegen und Temperaturschwankungen und gewährleisten eine zuverlässige Abdichtung. Der Flachschweißflansch mit Hals für einen Nenndruck von 0,25 bis 2,5 MPa weist eine konkave und konvexe Dichtfläche auf.
12. Amerikanischer Standard-Stumpfschweißflansch mit Hals: Der amerikanische Standardflansch ist ein Verbindungselement zwischen Stahlrohren und wird am Rohrende befestigt. Er wird durch Schmieden und Gießen hergestellt. Je nach Vorhandensein eines Halses unterscheidet man zwischen amerikanischen Standard-Stumpfschweißflanschen mit und ohne Hals. Der amerikanische Standard-Stumpfschweißflansch besteht aus zwei Flanschplatten und einer Flanschdichtung, die mittels Schrauben miteinander verbunden werden. Die Schraubenlöcher im Flansch sorgen für eine dichte Verbindung der beiden Flansche, die durch die Dichtung abgedichtet werden.
Veröffentlichungsdatum: 15. Oktober 2024