Düz kaynaklı flanşlar ve alın kaynaklı flanşlar günlük çalışmalarımızda yaygın olarak kullanılan iki flanş türüdür. Bugün, düz flanşların ve alın kaynaklı flanşların dört açıdan karşılaştırmalı bir analizini yapacağız: malzeme, nominal basınç, kaynak formu ve uygulama senaryoları.
Ana Farklılıklar
Düz flanşlar basit bir yapıya sahip olup köşe kaynaklarıyla bağlanırken alın kaynaklı flanşlar daha karmaşık bir yapıya sahip olup alın kaynaklarıyla bağlanır. Bu temel fark, güç, güvenilirlik, belirli çalışma koşullarına uygunluk ve maliyet açısından farklılıklarını belirler.
1.Malzeme
Düz Flanş:
İsteğe bağlı malzeme yelpazesi oldukça geniştir ve büyük ölçüde alın kaynaklı flanşlara benzer. Yaygın malzemeler arasında karbon çeliği (A105), paslanmaz çelik (304, 316) ve alaşımlı çelik bulunur. Bunlar genellikle orta ila düşük basınçta ve zorlu olmayan çalışma koşullarında kullanıldıklarından, malzemelerin aşırı performansına yönelik gereksinimler nispeten düşüktür.
Alın Kaynaklı Flanş:
İsteğe bağlı malzeme yelpazesi de benzer şekilde geniştir.
Kilit nokta uyumlulukta yatmaktadır: yüksek basınç, yüksek sıcaklık veya aşındırıcı ortamlarda, bağlantının bütünlüğünü ve servis koşulları altında tutarlı performansı sağlamak için flanş malzemesinin boru hattı malzemesiyle (kimyasal bileşim, mekanik özellikler ve ısıl işlem koşulları dahil) tam olarak eşleşmesi gerekir. Örneğin yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı boru hatlarında sıklıkla P91 ve F22 gibi alaşımlı çelik malzemeler kullanılır.
Özet: İkisi malzeme seçimi açısından benzerdir ancak alın kaynaklı flanşlar, boru hattı malzemeleriyle hassas uyumluluğa ve daha yüksek performans gereksinimlerine daha fazla önem verir.
2.Nominal Basınç
Bu ikisinin uygulandığının en belirgin göstergelerinden biridir.
Düz Flanş:
Öncelikle orta ila düşük basınç aralıkları için uygundur ve tipik olarak PN serisini (GB standartları) kapsar: PN6, PN10, PN16, PN25, PN40 ve ayrıca Sınıf serisi (ASME standartları): Sınıf 150, Sınıf 300. Sınıf 300'ün üzerindeki derecelendirmelerde daha az kullanılır ve daha yüksek basınç sınıfları için önerilmez. Köşe kaynak yapısı ve gerilim konsantrasyonu nedeniyle, basınç taşıma kapasitesi açıkça tanımlanmış bir üst değere sahiptir. Sınır.
Alın Kaynaklı Flanş:
Alçak basınçtan ultra yüksek basınca kadar tüm aralık için uygundur. PN10'dan PN420'ye, Class 150'den Class 2500'e ve hatta daha yükseğine kadar alın kaynaklı flanşlar kullanılabilir. Boyunlu yapıları ve alın kaynakları, stresi etkili bir şekilde dağıtır ve direnir; bu da onları yüksek basınç ve yüksek sıcaklık sistemleri için standart bir konfigürasyon haline getirir.
Özet: Düz flanşlar orta ila düşük basınç uygulamaları için ekonomik bir çözümdür; alın kaynaklı flanşlar ise yüksek basınç ve ultra yüksek basınç koşulları için tek güvenilir seçimdir.
3.Kaynak Formu
Bu, bağlantı gücünü ve güvenilirliğini doğrudan belirleyen, yapı ve imalat açısından ikisi arasındaki en temel farkı temsil eder.
Düz Flanş:
Kaynak Formu: Köşe Kaynağı
Bağlantı Yöntemi: Boru, flanş deliğine sokulur ve borunun dış duvarı ile flanş yüzü arasına kaynak (dış köşe kaynağı) yapılır. İlave bir iç sızdırmazlık köşe kaynağı (iç köşe kaynağı) da uygulanabilir.
Dezavantajları:
- Gerilme Konsantrasyonu: Köşe kaynağının geometrik şekli, kökte yüksek gerilim konsantrasyonuna yol açarak yorulma çatlaklarının kaynağı olmaya yatkın hale getirir.
- Muayene Zorluğu: İç kaynakların radyografi (RT) veya ultrasonik test (UT) gibi yöntemler kullanılarak etkin bir şekilde muayene edilmesi zordur. Kaynak kalitesi öncelikle kaynak prosedürlerine ve görsel incelemeye dayanır.
- Mukavemet Uyuşmazlığı: Kaynağın boğaz kalınlığı genellikle borunun et kalınlığından daha azdır.
Alın Kaynaklı Flanş:
Kaynak Formu: Alın Kaynağı
Bağlantı Yöntemi: Flanş ucu boruya uygun bir oluk ile işlenir. Boru ve flanş oluğu hassas bir şekilde hizalanır ve ardından kaynak yapılır. Kaynak esas olarak boru et kalınlığının bir uzantısı olarak işlev görür.
Avantajları:
- Mükemmel Gerilim Dağılımı: Kaynak, yumuşak bir geçiş sağlayarak son derece düşük gerilim konsantrasyon faktörü ve yüksek yorulma mukavemeti sağlar.
- Tahribatsız Muayene Kolaylığı: Alın kaynakları, iç kusursuz kaliteyi sağlamak ve yüksek standart güvenlik gereksinimlerini karşılamak için %100 radyografik teste (RT) tabi tutulabilir.
- Eşit Mukavemet: Kaynağın mukavemeti teorik olarak borunun ana metali ile eşdeğerliğe ulaşabilir.
Özet: Köşe kaynağına karşı alın kaynağı "bağlantı" ve "füzyon" arasındaki ayrımı temsil eder. İkincisi, yapısal bütünlük ve denetlenebilirlik açısından çok büyük bir avantaja sahiptir.
4.Uygulama
Yukarıdaki farklılıklara dayanarak, ikisinin uygulanması doğal olarak farklılaşır.
Düz Flanş:
- Düşük basınçlı hizmet sistemleri: Tesis sirkülasyonlu su sistemleri, düşük basınçlı basınçlı hava sistemleri, düşük basınçlı soğutma suyu boru hatları.
- Tehlikeli olmayan ortamlar: Evsel su, klima suyu, düşük basınçlı yağlama yağı boru hatları.
- Alanı kısıtlı tesisatlar: Daha kısa yapıları nedeniyle kompakt alanlarda kullanılabilirler.
- Maliyete duyarlı kritik olmayan sistemler: Son derece düşük güvenlik risklerinin ve sabit basınç ve sıcaklık koşullarının olduğu senaryolarda maliyet tasarrufu amacıyla seçilmiştir.
Alın Kaynaklı Flanş:
- Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı buhar boru hatları (örneğin enerji santrallerindeki ana buhar hatları).
- Yanıcı ve patlayıcı ortamlar (örneğin petrol, doğal gaz, hidrojen, hidrokarbon boru hatları).
- Toksik ve tehlikeli ortamlar (örn. klor, amonyak, toksik kimyasallar).
- Son derece veya son derece tehlikeli maddelerin taşındığı boru hatları.
- Yüksek riskli ve zorlu çalışma koşulları.
- Önemli operasyonel dalgalanmalara maruz kalan boru hatları: Termal döngü, basınç dalgalanmaları, mekanik titreşimler yaşayan veya su darbesine yatkın olanlar.
- Tüm yüksek tasarım sınıfı proses boru hatları: Kimya tesisleri, petrokimya tesisleri, nükleer enerji santralleri ve uzun mesafeli petrol ve gaz iletim boru hatları gibi ana tesislerdeki standart konfigürasyonlar.
5.Model Seçimi İçin Özet ve Hızlı Referans Tablosu
| Karşılaştırma Boyutu | Düz Flanş | Alın Kaynaklı Flanş |
| Çekirdek Yapı | Yük taşıyan yüze sahip düz plaka stili | Konik boyunlu |
| Kaynak Formu | Köşe kaynağı (iç/dış köşe) | Alın kaynağı (oluk kaynağı) |
| Kaynak Muayenesi | RT/UT için zor, zorlu | Kolay, %100 RT/UT muayenesine uygun |
| Nominal Basınç | Orta-Düşük Basınç (Genellikle ≤ PN40/Sınıf 30) | Tam Basınç Aralığı (Düşük ila Ultra Yüksek Basınç) |
| Gerilme Özellikleri | Önemli stres konsantrasyonu, zayıf yorulma direnci | Pürüzsüz stres geçişi, iyi yorulma direnci |
| Ana Malzemeler | Karbon çeliği, paslanmaz çelik vb. (Genel amaçlı) | Karbon çeliği, paslanmaz çelik, alaşımlı çelik vb. (Borularla uyumlu olmalıdır) |
| Tipik Uygulamalar | Alçak basınçlı su, hava, tehlikesiz sistemler | Yüksek sıcaklık, yüksek basınç, tehlikeli, titreşimli, kritik proses hatları |
| Başlangıç Maliyeti | Daha düşük | Daha yüksek |
| Toplam Yaşam Döngüsü Maliyeti | Daha yüksek maintenance risk in severe service | Kritik sistemlerde yüksek güvenilirlik, daha uygun toplam maliyet |
6.VATTEN Vananın Nihai Seçim Önerisi
Mühendislik tasarımında veya kendi kendine yönetilen imalat ve kurulumda, özellikle ASME veya GB gibi standartlara bağlı kalındığında seçim genellikle keyfi değildir. Kodlar ve standartlar, akışkan kategorisi, tasarım basıncı ve boru hattının sıcaklığı gibi faktörlere dayalı olarak alın kaynaklı flanşların kullanılması gereken senaryoları doğrudan belirtir. Basit bir ifadeyle: şüpheye düştüğünüzde, zorlu koşullar altında veya güvenliğin kritik olduğu uygulamalarda alın kaynaklı flanşlara öncelik verilmelidir. Düz flanşlar yalnızca açıkça tanımlanmış düşük risk, düşük basınç ve kararlı çalışma koşulları için, öncelikle maliyet tasarrufu amacıyla dikkate alınır.
