Cos'è una flangia a giunto sovrapposto?
Una flangia a giunto sovrapposto è costituita da due componenti separati: un anello sciolto che scorre sul tubo e un'estremità terminale fabbricata separatamente che viene saldata al tubo. L'estremità del mozzo fornisce la superficie di tenuta della guarnizione mentre l'anello fornisce la forza di serraggio. L'anello rimane libero di ruotare attorno al tubo, il che significa che i fori dei bulloni possono essere allineati indipendentemente dall'orientamento del tubo. Non viene eseguita alcuna saldatura sull'anello della flangia stesso, il che consente di realizzare l'anello e l'estremità del mozzo con materiali diversi per l'ottimizzazione dei costi.
Design e dimensioni
Le dimensioni dell'anello seguono ASME B16.5 per le dimensioni da NPS 1/2 a 24. L'anello ha una faccia piatta su entrambi i lati senza faccia rialzata poiché la superficie di tenuta è fornita dall'estremità del tronchetto. Il diametro interno dell'anello è maggiore del diametro esterno del tubo per fornire spazio per la rotazione libera. Lo spessore dell'anello corrisponde alle dimensioni standard della flangia per ciascuna classe di pressione. L'estremità del mozzo fornisce la superficie di tenuta della faccia rialzata e funge da supporto contro cui poggia l'anello durante il serraggio dei bulloni.
| NPS | Diametro esterno dell'anello (pollici) | Spessore dell'anello (pollici) | ID squillo (pollici) | Spessore della sovrapposizione dell'estremità del troncone (pollici) |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 6.00 | 0.69 | 3.06 | 0.44 |
| 4 | 9.00 | 0.94 | 5.31 | 0.56 |
| 6 | 11.00 | 1.00 | 7.56 | 0.62 |
| 8 | 13.50 | 1.12 | 9.69 | 0.69 |
| 10 | 16.00 | 1.19 | 12.00 | 0.75 |
| 12 | 19.00 | 1.25 | 14.38 | 0.81 |
Tipi di estremità del troncone
Esistono due design standard delle estremità del tronchetto secondo ASME B16.9.Tipo Aè un modello corto con un mozzo dritto progettato per la saldatura di testa-al tubo.Tipo Bè una configurazione lunga con un mozzo conico che fornisce una transizione delle sollecitazioni più fluida, simile a una flangia a collo saldato. Il foro dell'estremità del tronchetto è lavorato per adattarsi allo spessore della parete del tubo e lo spessore della sovrapposizione fornisce la superficie di contatto della guarnizione. Un raggio nella transizione dal giro-al-hub riduce la concentrazione dello stress in questo punto critico.
Valutazioni della pressione
La pressione nominale di un gruppo giunto a sovrapposizione è limitata dal materiale e dal design dell'estremità del troncone piuttosto che dall'anello. Poiché l'anello non entra in contatto con il fluido di processo, può essere realizzato con un materiale di qualità inferiore rispetto all'estremità del tronchetto. Le flange sovrapposte in genere non vengono utilizzate al di sopra della Classe 600 perché il design in due-pezzi ha una rigidità inferiore rispetto alle flange in un-pezzo. La temperatura nominale segue i limiti del materiale dell'estremità del manicotto, che possono essere superiori ai limiti del materiale dell'anello poiché l'anello funziona a una temperatura inferiore rispetto al fluido di processo.
Materiali
Il design in due-pezzi consente una significativa ottimizzazione dei costi attraverso la selezione dei materiali. L'anello può essere realizzato con un materiale meno costoso come l'acciaio al carbonio anche quando il sistema di tubazioni utilizza leghe costose. Il materiale dell'estremità del tronchetto corrisponde al materiale del tubo per mantenere la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche. I materiali comuni per gli anelli includono acciaio al carbonio ASTM A105, acciaio al carbonio a bassa temperatura- A350 LF2 e acciaio inossidabile A182 F304/F316. I materiali delle estremità del tubo corrispondono alle specifiche del materiale delle tubazioni, che possono includere duplex, leghe di nichel o altri gradi speciali.
Applicazioni
Le flange a giunto sovrapposto sono ideali per sistemi di tubazioni che richiedono frequenti smontaggi per la pulizia e l'ispezione, come negli impianti di lavorazione chimica e alimentare. Sono comunemente utilizzati in applicazioni in cui l'allineamento dei fori dei bulloni- sarebbe difficile con le flange fisse. I sistemi di tubazioni-rivestite in plastica-rivestite in vetro o in plastica utilizzano spesso flange con giunzioni sovrapposte per evitare la saldatura sul tubo rivestito. I sistemi che utilizzano materiali per tubi costosi beneficiano del risparmio sui costi derivante dall'utilizzo di un materiale per anelli meno costoso. Anche l'acqua di raffreddamento e i servizi di pubblica utilità che richiedono una manutenzione periodica sono applicazioni comuni.
Giunto sovrapposto rispetto ad altri tipi di flangia
Il vantaggio principale delle flange a giunto sovrapposto è l'eliminazione dei problemi di allineamento dei fori dei bulloni- durante l'installazione. L'anello rotante può essere posizionato per adattarsi a qualsiasi modello di bullone senza ruotare il tubo. Il design in due-pezzi riduce inoltre i costi quando si mescolano le qualità dei materiali. Tuttavia, le flange con giunzioni sovrapposte hanno meno resistenza e rigidità rispetto alle flange in un unico pezzo- e presentano maggiori potenziali percorsi di perdita a causa del giunto terminale separato. Richiedono inoltre una lunghezza complessiva dell'assemblaggio maggiore rispetto alle flange slip-a causa del design dell'estremità a tronchetto.
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