Una flangia è un raccordo piatto per tubi con fori rotondi o quadrati per elementi di fissaggio (bulloni, prigionieri, ecc.). Questi componenti vengono utilizzati per creare una giunzione estremamente resistente e a tenuta stagna su un lungo tratto di tubazione.
I raccordi flangiati per tubi in acciaio sono un metodo molto comune. Sono caratterizzati da fori equidistanti per prigionieri e bulloni.
Le connessioni flangiate non sono molto comuni negli impianti domestici. Questo tipo di tecnologia è progettato per applicazioni industriali. Qualora si debba installare un'unità flangiata in acciaio, occorre prestare particolare attenzione a tutte le marcature, conformemente alle normative vigenti.
I giunti flangiati sono diventati il tipo di connettori in acciaio smontabili più diffuso nei settori chimico, industriale, edile e dei servizi pubblici. Ciò è dovuto alla loro progettazione a tenuta stagna, alla semplicità costruttiva e alla facilità di produzione e installazione.
Che cos'è una flangia e come funziona?
Il termine "flangia" non si riferisce solo a un raccordo idraulico, ma anche a un metodo di fissaggio dei tubi, ampiamente utilizzato in tutti i settori industriali. I raccordi flangiati per tubi in acciaio si distinguono per la loro tenuta e durata.
Inoltre, il raccordo è smontabile. Ciò significa che, dopo la rimozione, è possibile effettuare tutte le riparazioni necessarie e riutilizzare la sezione di tubazione. I raccordi flangiati per tubi in acciaio vengono selezionati in base alla destinazione d'uso della rete e vengono utilizzati diversi tipi di flange realizzate con materiali differenti.
Grazie alla vasta gamma di opzioni in acciaio disponibili, si possono distinguere le seguenti tipologie principali di strutture:
- Opzioni di passaggio. Queste vengono utilizzate con successo per estendere la lunghezza delle condotte.
- Flange cieche. Questa è una versione senza sbocco di questi componenti.
Si è scoperto che le flange sono componenti di collegamento installati in reti a lungo termine e in condotte con elevata pressione interna, ma le connessioni monolitiche tramite saldatura sono considerate prioritarie.
Il flusso nella tubazione viene interrotto prima dell'installazione e riavviato solo dopo la completa cessazione di tutti i lavori. Particolare attenzione deve essere prestata alla pressione; si raccomanda di aumentare gradualmente il carico su questo componente.
Campo di applicazione dei componenti di collegamento
Quando si parla di un elemento di questo tipo, è importante chiarire che non si tratta di un componente di fissaggio. Lo scopo principale di questo dispositivo è quello di creare una struttura di supporto per i bulloni di fissaggio, garantendo al contempo una tenuta ermetica.
Come componenti di intercettazione o di collegamento, trovano impiego nelle reti di servizi pubblici del settore residenziale e dei servizi comunali, nonché nell'industria petrolifera. Sono inoltre ampiamente utilizzate nell'industria dei combustibili e del gas. In questi settori, le connessioni flangiate, estremamente resistenti e durevoli, vengono impiegate per l'installazione di strumenti di misurazione nella rete.
Diverse tecnologie di produzione e tipologie di materiali per questi elementi consentono il funzionamento efficiente delle reti che trasportano sostanze aggressive ad alta pressione.
Nella posa di sistemi di tubazioni in acciaio, si utilizzano spesso dischi realizzati con materiali simili. Ciò crea un livello uniforme di pressione e funge da protezione contro i danni ai componenti dovuti alle fluttuazioni di temperatura.
Questo tipo di danno è tipico delle giunzioni tra materiali con diversa conducibilità termica. Flange in ghisa, alluminio, ottone e bronzo vengono utilizzate per i tubi in acciaio. Tuttavia, i prodotti in acciaio al carbonio sono indiscussi leader tra le opzioni per questo tipo di applicazione. I motivi sono molteplici:
- Non è un costo elevato.
- Praticità.
- Facile da elaborare.
I raccordi flangiati sono presenti in ogni settore industriale. L'ampia varietà di materiali utilizzati per la fabbricazione di questi dispositivi consente un utilizzo efficiente di qualsiasi tubazione.
Alcuni tipi di sistemi richiedono un incavo speciale per le guarnizioni. I collegamenti flangiati nelle reti di trasmissione del gas richiedono un'ispezione particolarmente accurata. Questi richiedono flange che siano state sottoposte a test di qualità dettagliati.
Caratteristiche e specifiche
La caratteristica principale dei dispositivi di fissaggio a flangia è rappresentata dalle loro caratteristiche di progettazione. In Russia e nei paesi della CSI, gli standard più diffusi sono:
- La norma GOST 12820-80 definisce le caratteristiche di progettazione delle flange saldate di tipo piatto.
- GOST 12821-80. Definisce le caratteristiche di progettazione delle flange saldate di testa.
- GOST 12822-80. Questo documento definisce le caratteristiche di progettazione delle flange in acciaio montate su un disco saldato.
I dispositivi che rientrano in questi tre gruppi principali sono progettati per la connessione diretta tra la rete e le apparecchiature. Le condizioni di installazione per ciascuno dei meccanismi presentati variano.
Parti piane in acciaio saldatoDurante l'installazione, tale elemento viene "fatto scorrere" sul tubo e poi saldato attorno ad esso con un paio di saldature.
Meccanismo in acciaio saldato testa a testaRispetto alla prima opzione, l'installazione di questo componente in acciaio richiede una sola saldatura: quella di collegamento.
Questo processo unisce l'estremità del tubo e il "collare" del meccanismo di accoppiamento testa a testa. Ciò semplifica notevolmente il processo di fissaggio e riduce i tempi di installazione.
Struttura in acciaio autoportante su un anello saldatoÈ composto da una parte principale e da un anello, i quali, a loro volta, devono avere lo stesso volume e la stessa pressione nominali.
Se facciamo un paragone con le opzioni menzionate in precedenza, in questo meccanismo la facilità di installazione è maggiore, perché il disco stesso è saldato ai tubi, mentre la flangia rimane in posizione libera.
Ciò consente di collegare i fori dei bulloni su componenti indipendenti e meccanismi simili su raccordi senza difficoltà, anche in aree difficilmente accessibili. Inoltre, per questo tipo di collegamento non è necessario ruotare il tubo.
Tra gli aspetti positivi del loro utilizzo vi è la possibilità, scegliendo un tubo in acciaio inossidabile, di installare un anello in acciaio inossidabile e una struttura flangiata in acciaio al carbonio.
Nel mondo si utilizzano anche altre classificazioni, ad esempio:
- Le norme DIN sono standard tedeschi e sono valide nei paesi europei;
- ANSI/ASME sono codici standard americani utilizzati in Giappone, negli Stati Uniti e in Australia.
Questi standard vengono tradotti in tabelle speciali, dove è chiaramente indicato quale standard definisce le caratteristiche di un particolare prodotto.
Progettazione delle superfici di tenuta delle flange
Come già accennato, questi raccordi per tubi in acciaio sono fabbricati in conformità agli standard GOST. Questi raccordi sono realizzati con superfici di tenuta nelle seguenti configurazioni:
- L'aereo è designato come A.
- Depressione. Designata come F.
- Scanalatura. La sua designazione è D e M.
- Per le guarnizioni delle lenti. Questa opzione è indicata con la lettera K.
- Sporgenza per il collegamento. Designata B.
- Una proiezione. È designata come E.
- Spike. Questo tipo è designato da C e
- Per guarnizioni a sezione ovale. Questo tipo è designato J.
Le flange delle valvole devono essere prodotte con superfici di tenuta di tipo A, B, D, F, J, K, M. Altre opzioni per le superfici di tenuta delle flange delle valvole sono consentite solo su richiesta del cliente.
Le flange con superfici di tenuta A, B, C, D, E, F vengono utilizzate con giunzioni che vengono sigillate con le seguenti guarnizioni:
- frastagliato;
- metallo;
- grafite;
- metallografite.
Le flange vengono fabbricate in conformità a requisiti che garantiscono il mantenimento delle dimensioni geometriche e delle caratteristiche meccaniche.
Ad esempio, le flange piane possono essere prodotte mediante saldatura, a condizione che le condizioni di saldatura siano rispettate durante il funzionamento. Ciò deve essere garantito lungo l'intera lunghezza della sezione trasversale del dispositivo. Per la verifica della qualità di tali saldature si raccomanda l'utilizzo di controlli a ultrasuoni.
Di norma, il metodo di produzione è determinato dal produttore, a meno che il cliente non ne abbia discusso in merito al momento dell'ordine.
Tipi rotondi e quadrati
In base alle tipologie di costruzione, i dati caratterizzano:
- Il diametro nominale del foro è misurato in millimetri e indicato con la sigla DU.
- L'entità della pressione nominale. Si misura in kgf/cm2.
- Materiale utilizzato come materia prima.
- Esecuzione diretta. In questo caso, si utilizzano numeri da uno a nove che indicano il tipo di superficie da installare sotto la guarnizione.
Le caratteristiche tecnologiche dei raccordi flangiati in acciaio per tubazioni sono direttamente correlate ai processi tecnologici e ai pezzi utilizzati per la lavorazione.
Le flange sono disponibili in forme rotonde e quadrate, a seconda del metodo di fabbricazione. Attualmente, il numero di raccordi per tubazioni che richiedono forme quadrate è limitato. Tuttavia, nonostante ciò, tali raccordi rimangono importanti.
Per questi motivi, per valori di pressione non superiori a 40 kgf/cm2 secondo la norma GOST 12815-80, sono previsti meccanismi non solo di forma rotonda, ma anche di forma quadrata.
La pressione che possono sopportare
Questo è un indicatore molto significativo delle prestazioni del meccanismo. I valori di questi parametri dipendono dalle dimensioni geometriche del prodotto. Anche il tipo di superficie di tenuta influisce su questo aspetto.
I prodotti in acciaio piatto saldato (GOST 12820-80) e i componenti in acciaio autoportanti su disco saldato (GOST 12822-80) possono sopportare carichi fino a 25 kgf/cm². Le versioni saldate di testa (GOST 12821-80) possono sopportare carichi fino a 200 kgf/cm².
In tali situazioni, la quantità viene mostrata in varie forme, tra cui:
- Pa;
- MPa;
- ATM;
- kgf/cm2 e altri.
Tuttavia, quando si immettono sul mercato prodotti di questa linea, il principale parametro di misurazione è kgf/cm2.
Caratteristiche di installazione
La chiave per installare un elemento di fissaggio flangiato è serrarne i giunti. Per ottenere la massima tenuta in una struttura in acciaio, è necessario utilizzare solo componenti con connessioni di alta precisione.
Il prosieguo dei lavori si svolgerà come segue:
- La superficie della struttura viene pulita e sgrassata.
- In seguito, i componenti vengono ispezionati per verificare la presenza di corrosione, ammaccature e microfratture. Anche bulloni e dadi devono essere ispezionati attentamente. Le bave vengono rimosse dalle parti filettate. Si raccomanda la lubrificazione delle parti filettate di bulloni e dadi.
- Successivamente, preparare la guarnizione. Deve essere installata con precisione al centro e bisogna verificarne il corretto posizionamento. Si sconsiglia di utilizzare vecchie guarnizioni per questo lavoro.
- È fondamentale serrare tutti i bulloni nella sequenza corretta. Per prima cosa, serrare leggermente il primo bullone. Poi serrare il bullone sul lato opposto. Serrare il terzo bullone un po' meno del primo. Continuare a serrare il quarto bullone sul lato opposto. Questa sequenza va mantenuta finché tutti i bulloni non sono ben serrati. Se si lavora con componenti composti da quattro bulloni, si utilizza uno schema incrociato.
Il serraggio richiede particolare attenzione, altrimenti non si ottiene un collegamento saldo. La coppia di serraggio deve essere distribuita uniformemente su tutto l'elemento. Durante il serraggio, il bullone è soggetto a una forza di trazione. Qualsiasi forza eccessiva può danneggiare la filettatura o il bullone stesso.
Per regolare la forza di serraggio di una connessione flangiata, si utilizzano diverse tecniche:
- meccanismi di tensionamento idraulico;
- chiavi dinamometriche idrauliche;
- chiavi a percussione pneumatiche;
- Chiavi dinamometriche manuali.
Talvolta, il meccanismo della flangia viene serrato manualmente, ma questa operazione è fattibile solo per una determinata categoria di persone. Dopo il fissaggio della flangia (entro le prime 24 ore), l'elemento potrebbe perdere circa il 10% della sua forza di serraggio. Si raccomanda un ulteriore serraggio 48 ore dopo l'installazione del meccanismo della flangia.
La flangiatura dei tubi in acciaio è un componente fondamentale. Le flange vengono selezionate in base a tutte le caratteristiche sopra elencate. La documentazione tecnica può fornire informazioni su quali flange siano più adatte a ciascuna specifica applicazione.
Video: Come saldare una flangia a un tubo
Dopotutto, le riparazioni delle condotte sono costose, soprattutto se un piccolo guasto innesca una reazione a catena che può sfociare in una grave emergenza. Per evitare ciò, è fondamentale selezionare i meccanismi di flangiatura in conformità con le normative e la documentazione tecnica.
