Flanșele sudate plate și flanșele sudate cap la cap sunt două tipuri comune de flanșe în munca noastră de zi cu zi. Astăzi, vom efectua o analiză comparativă a flanșelor plate și a flanșelor sudate cap la cap din patru aspecte: material, presiune nominală, formă de sudură și scenarii de aplicare.
Principalele diferențe
Flanșele plate au o structură simplă și sunt conectate prin suduri cap la cap, în timp ce flanșele sudate cap la cap au o structură mai complexă și sunt conectate prin suduri cap la cap. Această diferență fundamentală determină variațiile lor în ceea ce privește rezistența, fiabilitatea, adecvarea pentru condiții specifice de lucru și costul.
1.Material
Flanșă plată:
Gama de materiale opționale este extinsă și în mare măsură similară cu cea a flanșelor sudate cap la cap. Materialele obișnuite includ oțel carbon (A105), oțel inoxidabil (304, 316) și oțel aliat. Deoarece sunt adesea utilizate în condiții de presiune medie spre joasă și în condiții de lucru nesolicitante, cerințele pentru performanța extremă a materialelor în sine sunt relativ scăzute.
Flanșă sudată cap la cap:
Gama de materiale opționale este la fel de extinsă.
Punctul cheie constă în compatibilitate: în medii de înaltă presiune, temperatură ridicată sau corozive, materialul flanșei trebuie să se potrivească exact cu materialul conductei (inclusiv compoziția chimică, proprietățile mecanice și condițiile de tratament termic) pentru a asigura integritatea îmbinării și performanța constantă în condițiile de funcționare. De exemplu, în conductele de înaltă temperatură și de înaltă presiune, sunt adesea utilizate materiale din oțel aliat, cum ar fi P91 și F22.
Rezumat: Cele două sunt similare în ceea ce privește selecția materialului, dar flanșele sudate cap la cap pun un accent mai mare pe compatibilitatea precisă cu materialele de conductă și pe cerințele de performanță mai ridicate.
2.Presiune nominală
Acesta este unul dintre cei mai evidenti indicatori ai aplicării celor doi.
Flanșă plată:
Este potrivit în primul rând pentru intervale de presiune medie până la joasă, acoperind în mod obișnuit seria PN (standarde GB): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, precum și seria Clasa (standarde ASME): Clasa 150, Clasa 300. Este mai rar utilizat în evaluări de peste Clasa 300 și nu este recomandată pentru concentrație și presiune mai mare la clasele sale de presiune. capacitatea portantă a presiunii are o limită superioară clar definită.
Flanșă sudată cap la cap:
Este potrivit pentru întreaga gamă de la presiune joasă la presiune ultra-înaltă. De la PN10 la PN420 și de la Clasa 150 la Clasa 2500 sau chiar mai mare, pot fi utilizate flanșe sudate cap la cap. Structura lor cu gât și sudurile cap la cap distribuie și rezistă eficient la stres, făcându-le o configurație standard pentru sisteme de înaltă presiune și temperatură înaltă.
Rezumat: Flanșele plate sunt o soluție economică pentru aplicații de presiune medie spre joasă, în timp ce flanșele sudate cap la cap sunt singura alegere fiabilă pentru condiții de presiune înaltă și ultra-înaltă.
3.Forma de sudare
Aceasta reprezintă cea mai fundamentală diferență dintre cele două în ceea ce privește structura și fabricația, determinând direct rezistența și fiabilitatea conexiunii.
Flanșă plată:
Forma de sudare: sudare în filet
Metoda de conectare: Țeava este introdusă în orificiul flanșei, iar sudarea se efectuează între peretele exterior al țevii și fața flanșei (sudură de filet externă). De asemenea, poate fi aplicată o sudură interioară de etanșare suplimentară (sudura interioară).
Dezavantaje:
- Concentrarea tensiunilor: Forma geometrică a sudurii de filet conduce la o concentrare mare a tensiunilor la rădăcină, făcând-o predispusă să devină originea fisurilor de oboseală.
- Dificultate în inspecție: sudurile interne sunt dificil de inspectat eficient folosind metode precum radiografia (RT) sau testarea cu ultrasunete (UT). Calitatea sudurii se bazează în primul rând pe procedurile de sudare și inspecția vizuală.
- Nepotrivirea rezistenței: grosimea gâtului sudurii este de obicei mai mică decât grosimea peretelui țevii.
Flanșă sudată cap la cap:
Forma de sudare: sudare cap la cap
Metoda de conectare: Capătul flanșei este prelucrat cu o canelură potrivită țevii. Conducta și canelura flanșei sunt aliniate cu precizie și apoi sudate. Sudura acționează în esență ca o prelungire a grosimii peretelui țevii.
Avantaje:
- Distribuție excelentă a tensiunii: sudura asigură o tranziție lină, rezultând un factor de concentrare a tensiunii extrem de scăzut și rezistență ridicată la oboseală.
- Ușurință de testare nedistructivă: sudurile cap la cap pot fi supuse testării radiografice (RT) 100% pentru a asigura o calitate internă fără defecte, îndeplinind cerințele de siguranță la standarde înalte.
- Rezistență egală: rezistența sudurii poate atinge teoretic paritatea cu metalul de bază al țevii.
Rezumat: Sudarea filet versus sudarea cap la cap reprezintă distincția dintre „conexiune” și „fuziune”. Acesta din urmă deține un avantaj covârșitor în integritatea structurală și inspectabilitatea.
4.Aplicare
Pe baza diferențelor de mai sus, aplicarea celor două este diferențiată în mod natural.
Flanșă plată:
- Sisteme utilitare de joasă presiune: sisteme de circulație a apei din instalație, sisteme de aer comprimat de joasă presiune, conducte de apă de răcire de joasă presiune.
- Medii nepericuloase: apă menajeră, apă de aer condiționat, conducte de ulei de lubrifiere de joasă presiune.
- Instalații cu spațiu limitat: Datorită structurii lor mai scurte, pot fi utilizate în spații compacte.
- Sisteme non-critice sensibile la costuri: selectate în scopuri de economisire a costurilor în scenarii cu riscuri de siguranță extrem de scăzute și condiții stabile de presiune și temperatură.
Flanșă sudată cap la cap:
- Conducte de abur de înaltă temperatură și de înaltă presiune (de exemplu, liniile principale de abur din centralele electrice).
- Medii inflamabile și explozive (de exemplu, petrol, gaze naturale, hidrogen, conducte de hidrocarburi).
- Medii toxice și periculoase (de exemplu, clor, amoniac, substanțe chimice toxice).
- Conducte care manipulează substanțe extrem de periculoase sau foarte periculoase.
- Condiții de operare cu risc ridicat și solicitante.
- Conducte supuse unor fluctuații operaționale semnificative: cele care se confruntă cu cicluri termice, pulsații de presiune, vibrații mecanice sau predispuse la lovituri de berbec.
- Toate conductele de proces de înaltă clasă: configurații standard în instalații de bază, cum ar fi uzinele chimice, instalațiile petrochimice, centralele nucleare și conductele de transport de petrol și gaze pe distanțe lungi.
5.Rezumat și tabel de referință rapidă pentru selecția modelului
| Dimensiunea de comparație | Flanșă plată | Flanșă sudată cap la cap |
| Structura de bază | Stil plată, cu față portantă | Cu gat conic |
| Formă de sudare | Sudura de filet (filet intern/extern) | sudare cap la cap (sudura cu caneluri) |
| Inspecția sudurii | Dificil, provocator pentru RT/UT | Ușor, potrivit pentru inspecție 100% RT/UT |
| Presiune nominală | Presiune medie-scăzută (de obicei ≤ PN40/Clasa 30) | Interval complet de presiune (presiune joasă până la ultra-înaltă) |
| Caracteristicile stresului | Concentrare semnificativă la stres, rezistență slabă la oboseală | Tranziție lină la stres, rezistență bună la oboseală |
| Materiale principale | Oțel carbon, oțel inoxidabil etc. (Uz general) | Oțel carbon, oțel inoxidabil, oțel aliat etc. (Trebuie să se potrivească cu conductele) |
| Aplicații tipice | Apa de joasa presiune, aer, sisteme nepericuloase | Linii de proces de înaltă temperatură, de înaltă presiune, periculoase, vibrante, critice |
| Costul initial | Mai jos | Mai sus |
| Costul total al ciclului de viață | Mai sus maintenance risk in severe service | Fiabilitate ridicată în sistemele critice, cost global mai favorabil |
6.Recomandarea finală de selecție a supapei VATTEN
În proiectarea inginerească sau fabricarea și instalarea autogestionate, în special atunci când respectați standarde precum ASME sau GB, selecția nu este de obicei arbitrară. Codurile și standardele specifică direct scenariile în care flanșele sudate cap la cap trebuie utilizate pe baza unor factori precum categoria fluidului, presiunea de proiectare și temperatura conductei. În termeni simpli: atunci când aveți îndoieli, în condiții solicitante sau în aplicații critice pentru siguranță, flanșele sudate cap la cap ar trebui să aibă prioritate. Flanșele plate sunt luate în considerare numai pentru condiții de operare stabile, cu risc scăzut, presiune scăzută și clar definite, în primul rând în scopuri de economisire a costurilor.
