什麼是搭接式法蘭?
搭接式法蘭由兩個獨立部件組成:一個鬆套環,可滑入管道,以及一個單獨製造的短管端,焊接在管道上。短管端提供墊片密封表面,而環提供螺栓緊固力。環可繞管道自由旋轉,這意味著螺栓孔可以在不考慮管道方向的情況下對齊。法蘭環本身不進行焊接,這使得環和短管端可使用不同材料製造,以實現成本優化。
設計與尺寸
環的尺寸符合ASME B16.5標準,涵蓋NPS 1/2至24英寸。環的兩側均為平面,無凸面,因為密封表面由短管端提供。環的內徑大於管道外徑,以提供間隙供自由旋轉。環的厚度與每個壓力等級的標準法蘭尺寸相匹配。短管端提供凸面密封表面,並在螺栓擰緊時作為環的支撐背襯。
| NPS | 環外徑(英寸) | 環厚度(英寸) | 環內徑(英寸) | 短管端搭接厚度(英寸) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
短管端類型
根據ASME B16.9標準,有兩種標準的短管端設計。Type A 是短型,帶有直形輪轂,設計用於對焊到管道上。Type B 是長型,帶有錐形輪轂,提供更平滑的應力過渡,類似於焊頸法蘭。短管端的內孔加工與管道壁厚相匹配,搭接厚度提供墊片接觸表面。在搭接至輪轂的過渡處設有圓角,以減少該關鍵點的應力集中。
壓力等級
搭接法蘭組件的壓力等級受限於短管端的材料和設計,而非環。由於環不接觸工藝流體,因此可以使用比短管端等級低的材料製造。搭接式法蘭通常不用於Class 600以上,因為兩件式設計的剛性不如一體式法蘭。溫度等級遵循短管端材料的極限,可能高於環材料的極限,因為環的工作溫度低於工藝流體。
材料
兩件式設計通過材料選擇實現顯著的成本優化。即使管道系統使用昂貴的合金,環也可以使用較便宜的材料(如碳鋼)製造。短管端材料與管道材料相匹配,以保持耐腐蝕性和機械性能。常見的環材料包括ASTM A105碳鋼、A350 LF2低溫碳鋼和A182 F304/F316不銹鋼。短管端材料與管道材料規範相匹配,可能包括雙相鋼、鎳合金或其他特種等級。
應用
搭接式法蘭非常適合需要頻繁拆卸以進行清潔和檢查的管道系統,例如化工和食品加工廠。它們通常用於固定法蘭難以對準螺栓孔的應用中。玻璃襯裡或塑料襯裡的管道系統經常使用搭接式法蘭,以避免在襯裡管道上進行焊接。使用昂貴管道材料的系統可以通過使用較便宜的環材料來節省成本。需要定期維護的冷卻水和公用事業服務也是常見的應用。
搭接式法蘭與其他類型法蘭的比較
搭接式法蘭的主要優點是消除了安裝時螺栓孔對齊的問題。旋轉環可以定位以匹配任何螺栓模式,而無需旋轉管道。兩件式設計在混合材料等級時也降低了成本。然而,搭接式法蘭的強度和剛性不如一體式法蘭,並且由於分離的短管端接頭,存在更多潛在的洩漏路徑。與滑套法蘭相比,它們還需要更長的整體組裝長度,這是由於短管端的設計。
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