O „flanșă” de țeavă este un inel metalic, de obicei sudat la capătul unei țevi, cu găuri găurite paralele cu linia centrală a țevii pentru a găzdui multe șuruburi:
Înainte de strângerea șuruburilor, îmbinările cu flanșe etanșe la presiune sunt create prin plasarea unei garnituri în formă de gogoși între perechile de flanșe. Garniturile sunt fabricate din materiale mai moi decât materialele pentru flanșe. Garnitura va fi „zdrobită” între două flanșe pentru a etanșa toate căile potențiale de scurgere.
Iată o fotografie a unui debitmetru magnetic Rosemount montat cu 4-fitinguri cu flanșă cu șuruburi:
O examinare atentă a conexiunilor cu flanșe dezvăluie spațiul dintre fețele flanșelor cauzat de materialul de garnitură „sandwich” între perechile de flanșe.
În imaginea următoare, două cuplaje uriașe ale flanșei de țeavă sunt vizibile la fiecare capăt al unei piese de țeavă „bobină” destul de scurtă. Numărul enorm de știfturi care țin fiecare flanșă împreună oferă un indicator al presiunii fluidului din interior, care în acest caz depășește 1,000 PSI!
Similar cu flanșele debitmetrului văzute mai sus, golurile dintre fețele inelului flanșei afișează spațiul ocupat de garnitură care formează o etanșare etanșă la presiune între suprafețele flanșei.
O metodă populară pentru instalarea unei astfel de garnituri de flanșă este să instalați doar jumătate din șuruburi (în găurile de sub linia centrală a țevii), să aruncați garnitura între flanșe, să introduceți șuruburile rămase și apoi să strângeți toate șuruburile la cuplurile adecvate:
Flanșele variază în ceea ce privește designul de etanșare și materialul necesar pentru garnituri. Unul dintre cele mai răspândite modele de „față” cu flanșă în Statele Unite este flanșa cu față înălțată (RF), care este destinată etanșării împotriva unei garnituri printr-o serie de caneluri concentrice tăiate pe fața flanșei. Aceste caneluri creează o suprafață de etanșare cu o cale de scurgere semnificativ mai lungă decât dacă fețele ar fi netede, descurajând astfel scurgerea fluidului de proces presurizat.
Un alt tip de față a flanșei este cunoscut sub numele de îmbinare de tip inel (RTJ). În acest design, un inel metalic unic se potrivește într-o canelură sculptată în fețele ambelor flanșe de împerechere, comprimând și umpând canelura atunci când flanșele sunt strânse corespunzător. Flanșele RTJ sunt adesea folosite în situații de înaltă presiune, în care controlul scurgerilor este mai dificil. Pentru a obține o etanșare adecvată, șanțurile flanșei RTJ trebuie să fie complet lipsite de materiale străine și bine formate (nu deformate).
Standardul 16.5 ANSI (American National Standards Institute) definește un sistem de „clase de presiune” pentru flanșele nominale în Statele Unite. Aceste clase de presiune sunt identificate prin numere urmate de „pound”, „lb” sau „#”. Clasele obișnuite de presiune ANSI includ 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# și 2500#. În mod remarcabil, aceste numere de clasă nu corespund imediat cotelor de presiune în PSI, dar se scalează cu presiunea (de exemplu, o flanșă de 600# va avea o presiune mai mare decât o flanșă de 300#, toți ceilalți factori fiind egali). Nu numai că presiunea nominală depinde de „clasa” flanșei, ci și de temperatura de lucru, deoarece metalele tind să devină mai fragile la temperaturi mai ridicate. Inițial, desemnările clasei ANSI se bazau pe evaluările de serviciu ale liniilor de abur ale acestor flanșe. O flanșă de 250#, de exemplu, a fost evaluată ca atare deoarece a fost destinată utilizării în serviciul de conducte cu abur saturat la 250 PSI (și 400 de grade Fahrenheit).
Odată cu progresul metalurgiei, aceste flanșe au devenit capabile să reziste la presiuni mai mari la temperaturi mai ridicate, dar cota inițială de „lire” a rămas neschimbată. Această situație este comparabilă cu ratingul de „tonaj” al camioanelor ușoare americane: un camion de „o tonă” este capabil să remorcheze semnificativ mai mult de 2,000 lire de marfă. Denumirea „o tonă” se referă la un design specific care a fost odată certificat pentru aproximativ 2,000 lire sterline, dar, datorită progreselor în metalurgie și fabricație, este acum capabil să transporte mult mai mult decât această capacitate.
Pentru a funcționa corect, flanșele și componentele de conducte trebuie să aibă valori nominale și diametre ale flanșelor corespunzătoare. De exemplu, o supapă de control cu un corp cu flanșă evaluat ca flanșă de țeavă ANSI clasa 300# de 4-inchi poate fi conectată numai la o altă flanșă de țeavă ANSI clasa 300# de 4-inchi. Dacă flansele de clasa de presiune nepotrivite sunt cuplate împreună, integritatea fizică a sistemului de conducte va fi compromisă. În plus, trebuie selectate tipuri de garnituri adecvate pentru a corespunde cu clasa de presiune a flanșelor de împerechere. Astfel, fiecare joncțiune cu flanșă trebuie privită ca un sistem întreg, integritatea sa fiind garantată doar dacă toate componentele sale sunt proiectate să funcționeze împreună.
Când strângeți șuruburile care conectează două flanșe, este esențial să distribuiți în mod egal presiunea șuruburilor, astfel încât nicio secțiune a flanșei să nu primească o presiune semnificativ mai mare decât orice altă locație. Într-o lume perfectă, ai strânge simultan toate șuruburile la aceeași limită de cuplu. Din cauza imposibilității de a realiza acest lucru cu o singură cheie, cea mai bună alegere este strângerea piulițelor succesiv în etape de creștere a cuplului. Următoarea diagramă ilustrează o secvență de cuplu (numerele indică ordinea în care trebuie strânse șuruburile):
Folosind o singură cheie, ați aplica un cuplu preliminar fiecărui șurub, în ordinea descrisă. Apoi, operația de strângere va fi repetată cu un cuplu crescut pentru cicluri suplimentare până când toate șuruburile au fost strânse la valoarea specificată a cuplului. Observați modul în care secvența cuplului alternează pe cele patru cadrane ale flanșei, asigurându-vă că flanșele sunt strivite în mod egal pe măsură ce fiecare șurub este strâns treptat. Cuplu încrucișat este termenul comun pentru această tehnică de alternare a cadranelor în jurul cercului.
Există chei specializate numite chei dinamometrice pentru măsurarea cuplului aplicat în timpul strângerii
Când aveți de-a face cu racorduri ale țevilor cu flanșă, este esențial să îndepărtați șuruburile de pe partea îndepărtată. În aplicațiile esențiale de înaltă presiune, întinderea reală a fiecărui șurub de flanșă este monitorizată ca un indicator direct al forței de fixare. Un anumit șurub comercializat sub numele de marcă Rotabolt încorporează propriul indicator de tensiune, permițând mecanicului să determine dacă șurubul a fost strâns corespunzător, indiferent de unealta utilizată. a flanșei înainte de a slăbi șuruburile r țeavă pentru a slăbi mai întâi șuruburile flanșei de pe partea opusă, dacă există presiune în interiorul țevii, ar trebui să se scurgă mai întâi acolo, aerisind departe de dvs. pe partea flanșei cea mai apropiată de dvs. Aceasta este doar o măsură de precauție împotriva stropirii fluidului de proces pe față sau pe corp în cazul creșterii presiunii într-o țeavă cu flanșă. Ajungând peste
O caracteristică unică a conexiunilor țevilor cu flanșă este capacitatea de a introduce o placă metalică goală, cunoscută sub numele de jaluză peste sau între fețele flanșei, blocând astfel fluxul. Acest lucru este benefic atunci când o țeavă trebuie blocată semi-permanent, cum ar fi atunci când o porțiune de țeavă a fost scoasă din funcțiune sau când o secțiune de țeavă trebuie închisă din motive de siguranță în timpul operațiunilor de întreținere.
Pentru a instala o jaluză, îmbinarea flanșei trebuie să fie deteriorată, apoi flanșele trebuie să fie îndepărtate pentru a crea spațiul adecvat. După ce garniturile de schimb și jaluzelele au fost plasate, șuruburile cu flanșă pot fi reinstalate și strânse la valoarea specificată. Iată o fotografie a unui jaluzel din oțel inoxidabil (nu este montat pe o țeavă), cu două urechi de ridicare sudate clar vizibile pentru a ajuta la manipularea acestui hardware greu:
În aplicațiile în care „orbirea” apare frecvent, poate fi instalat un tip permanent de jaluză, cunoscut sub numele de jaluză pentru ochelari, pentru a facilita sarcina. O jaluză pentru ochelari constă dintr-o placă oarbă standard legată printr-o ureche scurtă de un inel de diametru egal al cărui contur seamănă cu o pereche de ochelari:
Sistemul de țevi poate fi proiectat și construit ținând cont de grosimea jaluzei, distanța dintre flanșă și flanșă rămânând constantă atât în starea „deschisă”, cât și în starea „orbită”. Acest lucru este util în special în sistemele de conducte extrem de mari, deoarece forța necesară pentru separarea fețelor flanșelor cuplate anterior poate fi destul de mare.
Următoarea imagine ilustrează o jaluză pentru ochelari plasată astfel încât jumătatea „oarbă” vopsită în galben să fie expusă, iar jumătatea „deschisă” să fie prinsă între flanșele țevii pentru a permite curgerea prin acea țeavă:
Această imagine următoare ilustrează o jaluză pentru ochelari pusă în direcția opusă, cu jumătatea „deschisă” expusă și jumătatea „oarbă” limitând fluxul de fluid prin conductă:
