Wat is een flens?
Flens is eigenlijk gewoon een algemene term. Het verwijst meestal naar een soort schijfvormig metalen lichaam om een paar vaste gaten te openen, gebruikt om andere dingen te verbinden. Dit soort dingen wordt veel gebruikt in machines, dus het ziet er een beetje vreemd uit, zolang het maar een flens wordt genoemd. De naam is afgeleid van het Engelse 'flange' (flens). zodat de pijp en de pijpverbinding van onderdelen, verbonden met het uiteinde van de pijp, de flens heeft een opening, schroeven om de twee flenzen stevig met elkaar te verbinden, tussen de flens met een pakking.
Flensen zijn schijfvormige onderdelen, het meest voorkomend in pijpleidingtechniek. Flenzen worden in paren gebruikt.
Wat betreft de soorten flensverbindingen zijn er drie componenten:
- Pijpflenzen
- Pakking
- Boutverbinding
In de meeste gevallen wordt een specifiek pakking- en boutmateriaal gebruikt dat is gemaakt van hetzelfde materiaal als de pijpflens. De meest voorkomende flenzen zijn roestvrijstalen flenzen. Flenzen zijn daarentegen verkrijgbaar in verschillende materialen om ze af te stemmen op de eisen van de locatie. Enkele van de meest voorkomende flensmaterialen zijn monel, inconel en chroommolybdeen, afhankelijk van de werkelijke vereisten van de locatie. De beste materiaalkeuze hangt af van het type systeem waarin u een flens met specifieke eisen wilt gebruiken.
7 veelvoorkomende soorten flensen
Er zijn verschillende soorten flensen beschikbaar, afhankelijk van de eisen van de locatie. Om het ideale flensontwerp te verkrijgen, moeten een betrouwbare werking en een lange levensduur worden gegarandeerd en moet de meest geschikte prijs in overweging worden genomen.
1. schroefdraadflens:
Schroefflenzen, die een schroefdraad in de flensboring hebben, zijn voorzien van buitendraad op de fitting. Een schroefdraadverbinding is hier bedoeld om lassen in alle gevallen te vermijden. De verbinding wordt voornamelijk tot stand gebracht door middel van passende schroefdraad voor de te installeren buis.
2. Socket weld flenzen
Dit type flens wordt meestal gebruikt voor kleinere leidingen waarbij de diameter van het lagetemperatuur- en lagedrukgebied wordt gekenmerkt door een verbinding waarbij de leiding in de flens wordt geplaatst om een verbinding met een enkele of meervoudige hoeklas te garanderen. Dit vermijdt de beperkingen die gepaard gaan met draadeinden in vergelijking met andere gelaste flenstypen, waardoor de installatie eenvoudig is.
3. Overlappende flenzen
Een overlappende flens is een type flens waarbij het stompe uiteinde aan een fitting moet worden gelast om een flensverbinding te vormen met een steunflens. Dit ontwerp heeft deze methode populair gemaakt in diverse systemen met beperkte fysieke ruimte, frequente demontage of veel onderhoud.
4. Schuifflenzen
Schuifflenzen zijn veelgebruikt en verkrijgbaar in een breed scala aan maten, geschikt voor systemen met hoge stroomsnelheden en doorvoersnelheden. Door de flens eenvoudig aan te passen aan de buitendiameter van de leiding, is de verbinding zeer eenvoudig te installeren. De installatie van deze flenzen is een beetje technisch, omdat er aan beide zijden hoeklassen nodig zijn om de flens aan de leiding te bevestigen.
5. Blinde flenzen
Dit type flenzen is zeer geschikt voor het afsluiten van leidingsystemen. De blindplaat heeft de vorm van een blinde schijf die met bouten kan worden bevestigd. Wanneer deze correct zijn geïnstalleerd en gecombineerd met de juiste pakking, zorgt dit voor een uitstekende afdichting en is het eenvoudig te verwijderen indien nodig.
6. Lasnekflenzen
Gelaste flensen lijken sterk op overlappende flenzen, maar vereisen stuiklassen voor installatie. De goede prestaties van dit systeem en de mogelijkheid om meerdere keren gebogen te worden en te worden gebruikt in hogedruk- en hogetemperatuursystemen, maken het de eerste keuze voor procesleidingen.
7. Speciale flenzen
Dit type flens is het meest bekend. Er is echter een breed scala aan andere gespecialiseerde flenstypen beschikbaar voor diverse toepassingen en omgevingen. Er zijn diverse andere opties, zoals nipo-flenzen, weldo-flenzen, expansieflenzen, openingen, lange lashalzen en reducerflenzen.
5 speciale soorten flensen
1. WeldoFlang
Weldo-flenzen lijken sterk op Nipo-flenzen, omdat ze een combinatie zijn van stompgelaste flenzen en aftakfittingen. Weldo-flenzen zijn gemaakt uit één stuk massief gesmeed staal, in plaats van afzonderlijke onderdelen die aan elkaar gelast zijn.
2. Nipo-flens
Nipoflange is een aftakleiding met een hellingshoek van 90 graden. Het is een product dat wordt vervaardigd door stompgelaste flenzen en gesmeed Nipolet te combineren. Hoewel Nipo-flenzen doorgaans bestaan uit één stevig stuk gesmeed staal, gaat het niet om twee verschillende producten die aan elkaar zijn gelast. De installatie van Nipoflange bestaat uit het lassen aan het Nipolet-gedeelte van de apparatuur om de leiding te laten lopen en het vastschroeven van het flensgedeelte aan de flens van de stompbuis door de leidingmonteur.
Het is belangrijk om te weten dat Nipo-flenzen verkrijgbaar zijn in verschillende soorten materialen, zoals koolstofstaal, hoge- en lagetemperatuurkoolstofstaal, roestvast staal en nikkellegeringen. Nipo-flenzen worden meestal gemaakt met versterkte fabricage, waardoor ze extra mechanische sterkte krijgen in vergelijking met standaard Nipo-flenzen.
3. Elboflange en Latroflange
Elboflange staat bekend als een combinatie van flens en Elbolet, terwijl Latroflange bekend staat als een combinatie van flens en Latrolet. Elleboogflenzen worden gebruikt om leidingen onder een hoek van 45 graden te vertakken.
4. Draaibare ringflenzen
Draaibare ringflenzen worden gebruikt om de uitlijning van boutgaten tussen twee gepaarde flenzen te vergemakkelijken, wat in veel situaties nuttiger is, zoals bij de installatie van pijpleidingen met een grote diameter, onderzeese of offshore pijpleidingen en vergelijkbare omgevingen. Dit type flenzen is geschikt voor veeleisende vloeistoffen in olie, gas, koolwaterstoffen, water, chemicaliën en andere petrochemische en waterbeheertoepassingen.
Bij pijpleidingen met een grote diameter wordt de pijp aan het ene uiteinde voorzien van een standaard stomplasflens en aan het andere uiteinde van een draaiflens. Dit werkt door simpelweg de draaiflens op de pijpleiding te draaien, zodat de operator de boutgaten zeer eenvoudig en snel correct kan uitlijnen.
Enkele van de belangrijkste normen voor draaiflenzen zijn ASME of ANSI, DIN, BS, EN, ISO en andere. Een van de meest populaire normen voor petrochemische toepassingen is ANSI of ASME B16.5 of ASME B16.47. Draaiflenzen zijn flenzen die gebruikt kunnen worden in alle gangbare standaard flensvormen. Bijvoorbeeld lasnek, slip-on, lapverbinding, socket weld, enz., in alle materiaalsoorten, in een breed scala aan maten van 3/8" tot 60" en drukwaarden van 150 tot 2500. Deze flenzen kunnen eenvoudig worden vervaardigd uit koolstofstaal, gelegeerd staal en roestvast staal.
5. Expansieflenzen
Expansieflenzen worden gebruikt om de doorlaat van een leiding te vergroten van een bepaald punt naar een ander punt, zodat de leiding kan worden aangesloten op andere mechanische apparatuur, zoals pompen, compressoren en kleppen met verschillende inlaatmaten.
Expansieflenzen zijn meestal stompgelaste flenzen met een zeer groot gat aan het uiteinde zonder flens. Ze kunnen worden gebruikt om slechts één of twee maten of tot 4 inch toe te voegen aan de boring van de lopende buis. Deze flenzen hebben de voorkeur boven de combinatie van stompgelaste verloopstukken en standaardflenzen omdat ze goedkoper en lichter zijn. Een van de meest gebruikte materialen voor expansieflenzen is A105 en roestvrij staal ASTM A182.
Expansieflenzen zijn verkrijgbaar in drukklassen en maten volgens de ANSI- of ASME B16.5-specificaties. Deze zijn voornamelijk convex of plat (RF of FF) verkrijgbaar. Verloopflenzen, ook wel reductieflenzen genoemd, dienen precies het tegenovergestelde van expansieflenzen. Ze worden gebruikt om de boring van een leiding te verkleinen. De boring van een leiding kan eenvoudig worden verkleind, maar niet met meer dan 1 of 2 maten. Indien een poging wordt gedaan om de diameter verder te verkleinen, dient een oplossing te worden gebruikt die bestaat uit een combinatie van stompgelaste verloopstukken en standaardflenzen.
Flensmaatvoering en algemene overwegingen
Naast het functionele ontwerp van een flens is de grootte ervan de meest bepalende factor bij het ontwerpen, onderhouden en updaten van een leidingsysteem. In plaats daarvan moet rekening worden gehouden met de interface van de flens met de leiding en de gebruikte pakkingen om de juiste maatvoering te garanderen. Daarnaast zijn er enkele veelvoorkomende overwegingen:
- Buitendiameter: De buitendiameter is de afstand tussen twee tegenover elkaar liggende randen van het flensvlak.
- Dikte: De dikte wordt gemeten vanaf de buitenkant van de velg.
- Boutcirkeldiameter: Dit is de afstand tussen de relatieve boutgaten, gemeten van hart tot hart.
- Buismaat: De buismaat is de maat die overeenkomt met de flens.
- Nominale boring: De nominale boring is de grootte van de binnendiameter van de flensaansluiting.
Flensclassificatie en serviceniveau
Flenzen worden voornamelijk gecategoriseerd op basis van hun vermogen om verschillende temperaturen en drukken te weerstaan. Ze worden aangeduid met de letters of achtervoegsels "#", "lb" of "class". Deze achtervoegsels zijn onderling verwisselbaar en variëren ook per regio of leverancier. De meest voorkomende classificaties staan hieronder vermeld:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
Dezelfde druk- en temperatuurtoleranties variëren afhankelijk van het gebruikte materiaal, het flensontwerp en de flensmaat. De enige constante is echter de drukwaarde, die afneemt naarmate de temperatuur stijgt.
Flensvlaktype
Het type flensvlak is ook een zeer belangrijke eigenschap die een aanzienlijke invloed heeft op de uiteindelijke prestaties en levensduur van de flens. Daarom worden hieronder enkele van de belangrijkste flensvlaktypen geanalyseerd:
1. Platte flens (FF)
Het pakkingoppervlak van een vlakke flens bevindt zich in hetzelfde vlak als het oppervlak van het geschroefde frame. Producten die gebruikmaken van vlakke flenzen zijn meestal producten die worden vervaardigd met mallen die passen bij de flens of flensafdekking. Vlakke flenzen mogen niet op omgekeerde zijflenzen worden geplaatst. ASME B31.1 stelt dat bij het verbinden van vlakke gietijzeren flenzen met koolstofstalen flenzen, de verhoogde zijde van de koolstofstalen flenzen moet worden verwijderd en een volledige pakking vereist is. Dit is om te voorkomen dat kleine, broze gietijzeren flenzen in de holte spatten die wordt gevormd door de verhoogde neus van de koolstofstalen flens.
Dit type flensvlak wordt gebruikt bij de productie van apparatuur en kleppen voor alle toepassingen waarbij gietijzer wordt geproduceerd. Gietijzer is brosser en wordt meestal alleen gebruikt voor toepassingen met lage temperaturen en lage druk. Het vlakke vlak zorgt ervoor dat beide flenzen volledig contact maken over het gehele oppervlak. Vlakke flenzen (FF) hebben een contactoppervlak dat dezelfde hoogte heeft als de boutdraad van de flens. Volle sluitringen worden gebruikt tussen twee vlakke flenzen en zijn meestal zacht. Volgens ASME B31.3 mogen vlakke flenzen niet worden gecombineerd met verhoogde flenzen vanwege het risico op lekkage vanuit de resulterende flensverbinding.
2. Verhoogde flens (RF)
De flens met verhoogd vlak is het meest voorkomende type dat wordt gebruikt in fabricagetoepassingen en is gemakkelijk te herkennen. Deze wordt convex genoemd omdat de pakking zich boven de boutring bevindt. Elk type pakking vereist het gebruik van verschillende soorten pakkingen, waaronder diverse vlakke ringlippen en metaalcomposieten zoals spiraalgewonden en dubbelwandige vormen.
RF-flenzen zijn ontworpen om extra druk te concentreren op een kleiner oppervlak van de pakking, waardoor de drukregeling van de verbinding wordt verbeterd. Diameters en hoogtes per drukniveau en diameter worden beschreven in ASME B16.5. Het flensdrukniveau specificeert de hoogte van het te heffen vlak. RF-flenzen zijn bedoeld om extra druk te concentreren op een kleiner oppervlak van de pakking, waardoor de drukregeling van de verbinding wordt verbeterd. Diameters en hoogtes per drukklasse en diameter worden beschreven in ASME B16.5. Drukflensspecificaties.
3. Ringflens (RTJ)
Wanneer een metaal-op-metaalafdichting tussen gepaarde flenzen vereist is (wat de voorwaarde is voor toepassingen met hoge druk en hoge temperaturen, d.w.z. boven 700/800 C°), wordt de Ring Joint Flange (RTJ) gebruikt.
De ringverbindingsflens heeft een ronde groef waarin de ringverbindingspakking (ovaal of rechthoekig) past.
Wanneer twee ringflenzen met bouten aan elkaar worden bevestigd en vervolgens worden vastgedraaid, vervormt de uitgeoefende boutkracht de pakking in de groef van de flens, waardoor een zeer sterke metaal-op-metaalafdichting ontstaat. Om dit te bereiken, moet het materiaal van de ringflenspakking zachter (meer ductiel) zijn dan het materiaal van de flenzen.
RTJ-flenzen kunnen worden afgedicht met RTJ-pakkingen van verschillende typen (R, RX, BX) en profielen (bijv. achthoekig/elliptisch voor type R).
De meest voorkomende RTJ-pakking is het R-type met een achthoekige doorsnede, omdat deze een zeer sterke afdichting garandeert (ovale doorsnede is het oudere type). Het "platte groef"-ontwerp is echter geschikt voor beide typen RTJ-pakkingen met een achthoekige of ovale doorsnede.
4. Groef- en messingflenzen (T & G)
Twee messing- en groefflenzen (T- en G-vlakken) passen perfect: de ene flens heeft een opstaande ring en de andere heeft groeven waardoor ze gemakkelijk passen (de messing gaat in de groef en dicht de verbinding af).
Messing- en groefflenzen zijn verkrijgbaar in grote en kleine maten.
5. Mannelijke en vrouwelijke flenzen (M & V)
Net als bij groef- en messingflenzen passen mannelijke en vrouwelijke flenzen (M & F-vlaktypen) op elkaar.
De ene flens heeft een gebied dat groter is dan het oppervlak, de mannelijke flens, en de andere flens heeft bijpassende uitsparingen die in het oppervlak zijn gefreesd, de vrouwelijke flens.
Flensoppervlakteafwerking
Om een perfecte pasvorm van de flens op de pakking en de tegenflens te garanderen, is een zekere mate van ruwheid van het flensoppervlak vereist (alleen RF- en FF-flensafwerkingen). De mate van ruwheid van het flensoppervlak bepaalt het type "flensafwerking".
Veel voorkomende types zijn standaard, concentrisch gekarteld, spiraalgekarteld en gladde flensvlakken.
Er zijn vier basis oppervlakteafwerkingen voor stalen flensen. Het gemeenschappelijke doel van elk type flensoppervlakteafwerking is echter het produceren van de gewenste ruwheid op het flensoppervlak om een solide pasvorm te garanderen tussen de flens, pakking en tegenflens en zo een kwalitatief hoogwaardige afdichting te verkrijgen.
Plaatsingstijd: 08-10-2023