fläns svetsning – processen och utrustning
de mest använda fläns typer acc. till ASME B16. 5 är: Svetshals, Slip On, Socket Weld, Lap Joint, gängad och Blindfläns. Nedan hittar du en kort beskrivning och definition av varje typ.
Efter att ha läst den här artikeln, besök TWI för många fallstudier om olika Flänssvetsningsundersökningar.
Svetshalsfläns
det lätt igenkännliga långa avsmalnande navet på en svetshalsfläns ger en avgörande förstärkning av fogen för applikationer som involverar högt tryck, under noll och/eller förhöjda temperaturer eller applikationer där fogen kommer att vara under en viss mängd stress.
avsmalningen på denna typ av fläns erbjuder en smidig övergång/flyttning av spänning från Flänstjocklek till rör eller passande väggtjocklek och är fördelaktig under förhållanden med upprepad böjning, orsakad av linjeutvidgning eller andra variabla krafter.
Erosion vid led-och ledspänningen lindras också av det inre hålet på dessa flänsar, som matchas med ID för parningsröret eller kopplingen, vilket leder till ingen begränsning av flödet. Detta förhindrar också turbulens vid fogen och minskar erosionen.
de är också lätt radiograferade för feldetektering.
denna Flänstyp svetsas till ett rör eller montering med en enda full penetration, V-svetsning (stumsvetsning).
svetshalsflänsen kan också kallas en avsmalnande navfläns eller hög navfläns och det finns också en version som kallas den långa svetshalsflänsen, liknande en standard svetshalsfläns men är långsträckt, används ofta som munstycke för en fat eller kolonn.
Slip on fläns
jämfört med svetsflänsar är en slip on fläns inte lika hållbar, med cirka två tredjedelar mindre beräknad styrka under inre tryck och cirka en tredjedel av livslängden. Men de kommer till en låg materialkostnad och installationen är enkel, därför bättre lämpad för lågtrycksapplikationer med liten risk för läckage.
några andra fördelar med slip-on flänsar, är att de inte kräver ett stort längsgående utrymme i linjen som ska monteras. Dessutom är de mycket mindre svårt att anpassa med en mängd olika diametrar är tillgängliga, och slutligen inte kräver noggranna nedskärningar i röret.
utan en hals för att röret ska vila på, är det nödvändigt att dubbla svetsa anslutningen med röret, med 2 filetsvetsar på utsidan, såväl som insidan av flänsen.
en nackdel med glidningen på flänsen är att först måste ett rör alltid svetsas och sedan bara en montering. Till exempel kan en kombination av fläns och armbåge eller fläns och tee inte användas, eftersom dessa beslag inte har en rak ände. De är inte lämpliga för högtrycksfogar eller där farliga material ska användas.
Socket Weld fläns
Socket Weld flänsar utvecklades ursprungligen för användning på små, högtrycksrör, med deras statiska styrka lika med glidning på flänsar, men deras utmattningsstyrka 50% större än dubbelsvetsad glidning på flänsar.
före svetsning måste ett utrymme mellan 1/16″ och 1/8″ skapas mellan flänsen eller kopplingen och röret, detta för att möjliggöra expansion av röret på insidan av svetsen och minska restspänningen, vilket förhindrar sprickbildning av svetsen på beslaget.
anslutningen med röret görs med 1 filet svets, på utsidan av flänsen.
ASME B31.1 1998 127.3 förberedelse för svetsning (E) Socket Weld Assembly säger:
vid montering av fogen före svetsning ska röret eller röret sättas in i uttaget till maximalt djup och dras sedan ungefär 1/16″ (1,6 mm) bort från kontakt mellan rörets ände och hylsans axel.
fördelar med att använda socket svetsflänsar inkluderar svetsen är på utsidan av röret, så kommer inte att tränga in i rörhålet. Det finns inget behov av avfasning före svetsning, även en sockelsvetsfläns kan ersätta en gängad fläns och minimera risken för läckage.
nackdelarna med denna fläns är behovet av gapet som måste göras. För det första kräver de högkvalificerade svetsare för att säkerställa att gapet på 1/16″ görs. För det andra ökar expansionsgapet risken för sprickbildning, särskilt på korrosiva rör som rostfritt stål. Frätande problem orsakas av sprickor mellan röret och flänsen, vilket leder till ökat underhåll. I vissa processer är denna fläns inte heller tillåten.
Lap Joint flänsar delar alla samma gemensamma funktioner som de andra flänsarna vi har nämnt, men det har inte ett upphöjt Ansikte, de är anslutna till en"Lap Joint Stub End".
dessa flänsar är nästan identiska med en glid på flänsen med undantag av en krökt radie vid borrningen för att rymma den flänsade delen av stubänden för att sedan glida över röret. Röret svetsas sedan vanligtvis till stubänden för att möjliggöra fri rörelse av varvets fläns.
deras styrka liknar den för en glidning på flänsen och de har en utmattningslivslängd på endast cirka en tiondel av svetsflänsarna, därför är de lämpliga för användning i lågtrycksapplikationer.
Lap gemensamma flänsar har vissa speciella fördelar:
- frihet att svänga runt röret underlättar foder upp motstående fläns bult hål, vilket gör det enkelt för demontering där täta inspektion och rengöring kan krävas.
- brist på kontakt med vätskan i röret möjliggör användning av billiga kolstålflänsar med korrosionsbeständigt rör, vilket kan leda till betydande kostnadsbesparingar.
- i system som eroderar eller korroderar snabbt kan flänsarna räddas för återanvändning.
Stub end
en Stub End kommer alltid att användas med en lap joint flänsapplikationer som en backfläns, men de kan också användas med slip på flänsar.
Stubändarna finns i nästan alla rördiametrar. Det finns 3 olika typer tillgängliga, A, B och C.
typ A kan bearbetas för att passa den vanliga knäfogens stödfläns, Typ B är utformad för att användas med en standardslipning på flänsen och typ C kan användas med antingen en varvfog eller en glidning på flänsen.
dimensioner och dimensionstoleranser definieras i ASME B. 16.9-standarden. Lätta korrosionsbeständiga Stubändar (beslag) definieras i MSS SP43.
gängad fläns
den största fördelen med en gängad fläns är att ingen svetsning krävs i anslutning till röret, eftersom detta görs med hjälp av motsvarande gängor. Ibland appliceras emellertid också en tätningssvetsning i samband med flänsens gängade anslutning.
gängade beslag idag används nästan uteslutande i mindre rörstorlekar upp till cirka 4,00″, men de flesta storlekar och tryckvärden är fortfarande tillgängliga.
en gängad fläns eller montering är endast lämplig för applikationer som använder en tjockare väggtjocklek på grund av gängans närvaro. Ett rörsystem med tunn väggtjocklek, har inget utrymme för gängning. Exempel på tjocklek och tillämpning nedan:
ASME B31.3 Piping Guide säger:
om stålrör är gängat och används för ångtjänst över 250 psi eller för vattentjänst över 100 psi med vattentemperaturer över 220 kg F, ska röret vara sömlöst och ha en tjocklek som är minst lika med Schema 80 i ASME B36.10.
två typer av gängade flänsar finns tillgängliga, En används för att täta de två rörändarna med en linsplatta och tätningsyta, som mestadels används vid produktion av ammoniak tills nyligen. Den andra typen är en mer standarduppsättning, förseglad med två flänsförseglingsytor. Två vända typer är tillgängliga för en gängad fläns, en är en upphöjd yta och en är en ringfog.Flänssvetsningsutrustning varierar från Rörrotatorer, Svetslägesställare och huvud-och Svanslager för positionering av rörsvetsning.
om du vill ha hjälp med att välja rätt svetsutrustning för ditt svetsprojekt, vänligen kontakta oss.