Bij temperatuurmetingen, wanneer de bedrijfsomstandigheden de geschikte limieten van schroefdraadverbindingen overschrijden (bijvoorbeeld hoge druk, hoge temperatuur, grote diameter, sterke corrosie of frequente demontage), worden flensverbindingen de voorkeursoplossing. Bekend om hun hoge structurele sterkte, uitzonderlijke afdichtingsbetrouwbaarheid en gestandaardiseerde uitwisselbaarheid, nemen flensverbindingen een centrale positie in in veeleisende industriële processen. Een compleet flensverbindingssysteem bestaat uit op elkaar passende flenzen, een afdichtingspakking en verbindingsbouten. De classificatie is voornamelijk gebaseerd op drie dimensies: bevestigingsmethode, type bekleding en druk-temperatuurbestendigheid.
Deel I: Classificatie volgens wijze van bevestiging aan leiding/apparatuur
Dit is de meest fundamentele classificatie, die het draagvermogen-en de toepassingsscenario's van de flens bepaalt.
1. Lasnekflens
Dit type biedt de hoogste structurele integriteit en prestaties van alle flenzen. Het heeft een taps toelopende naaf die overgaat in een stomp-lasuiteinde, dat aan de buis is gelast. De taps toelopende naaf biedt uitstekende structurele versterking, verdeelt de spanningen soepel en vermijdt concentratie op de flenshals. Bijgevolg biedt het uitzonderlijke weerstand tegen vermoeiingsbelastingen veroorzaakt door mechanische trillingen, thermische schokken of drukwisselingen.
Primaire toepassingen: hoge-druk-, hoge- temperatuur- (of cryogene) leidingsystemen voor giftige, ontvlambare of explosieve media. De voorkeurskeuze voor kritische eenheden in petrochemische, energieopwekkings- en olie- en gastransmissiepijpleidingen. Het is de ideale aansluitmethode voor het introduceren van temperatuursensoren via thermowells in systemen onder extreme omstandigheden (bijvoorbeeld hoge-stoomdruk).
2. Schuif-op de flens
De boring van een opsteekflens- is iets groter dan de buitendiameter van de buis. Tijdens de installatie schuift de buis door de flens en worden zowel aan de binnen- als buitenkant van de flens hoeklassen aangebracht aan het buisuiteinde. De structuur is eenvoudiger dan een lasnek, goedkoper en relatief eenvoudiger te installeren, maar heeft een lagere sterkte.
Primaire toepassingen: veel gebruikt in vloeistof- en gassystemen met gemiddelde{0}} tot lage- druk (bijvoorbeeld koelwater, lage- stoom onder druk, lucht). Het meest gebruikte en talrijke flenstype in installaties. Vanwege zijn zuinigheid wordt hij veelvuldig gebruikt voor temperatuurmeetpunten in niet-extreme omstandigheden.
3. Flens met schroefdraad
Deze flens heeft een centrale boring met interne pijpschroefdraad (bijv. NPT of BSPT) en kan direct op een pijp met bijpassende externe schroefdraad worden geschroefd, waardoor lassen niet meer nodig is. Deze verbinding is verwijderbaar.
Primaire toepassingen: voornamelijk gebruikt waar lassen niet wenselijk is. Voorbeelden hiervan zijn het toevoegen van meetpunten aan bestaande pijpleidingen, buizen van gelegeerd staal (complexe lasprocedures), gebieden waar heet werk verboden is (bijvoorbeeld delen van raffinaderijen, chemische fabrieken) of locaties waar regelmatig demontage nodig is voor inspectie. De drukwaarde is over het algemeen lager dan die van lasnekflenzen.
4. Lasflens
Vergelijkbaar met een opsteekflens-, maar de boring heeft een verzonken schouder (socket). De buis wordt in de mof gestoken en vervolgens alleen aan de buitenkant gehoekt. Deze constructie biedt een betere vermoeiingssterkte dan slip-flenzen en een robuustere las.
Primaire toepassingen: voornamelijk gebruikt voor leidingsystemen met een kleine-boring (doorgaans DN kleiner dan of gelijk aan 50) en hoge- druk, zoals instrumentimpulsleidingen of hydraulische leidingen. Het biedt een betrouwbaardere verbinding voor kleine leidingen vergeleken met opschuifflenzen-.
5. Overlappingsflens
Deze flens is niet rechtstreeks aan de buis gelast. In plaats daarvan "lapt" het over het uiteinde van de buis, dat is uitgerust met een afzonderlijk "overlappingsstomp" of "steunflens". De flens zelf kan vrij draaien, waardoor het uitlijnen van de boutgaten tijdens de montage wordt vergemakkelijkt. De druk wordt gedragen door het stompe uiteinde, terwijl de flens alleen dient om de pakking aan te sluiten en samen te drukken.
Primaire toepassingen: Geschikt voor dure of non{0}}ferroleidingen (bijvoorbeeld koper, nikkellegeringen, met kunststof-beklede buizen), omdat alleen een goedkope koolstofstalen flens nodig is, terwijl het stompe uiteinde van hetzelfde materiaal kan zijn als de buis, waardoor kosten worden bespaard. Wordt ook gebruikt waar frequente demontage of nauwkeurige oriëntatie van het boutgat vereist is.
Deel II: Classificatie op basis van afdichtingsvlaktype
De bekleding is de kern van de lekdichtheid- van het flenssysteem. De vorm bepaalt het type pakking en de integriteit van de afdichting.
1. Opgeheven gezicht
Het meest voorkomende type, met een verhoogde, gladde ring op het afdichtingsoppervlak. Het wordt doorgaans gebruikt met niet-metalen zachte pakkingen (bijvoorbeeld samengeperst asbest, PTFE, grafiet-versterkt). De verhoogde hoogte biedt ruimte voor pakkingcompressie.
Toepassingen: De meest gebruikte, geschikt voor algemene toepassingen zoals water, stoom, lucht en olie bij nominale drukken van PN1,6 tot PN16 (of klasse 150 tot klasse 300).
2. Mannelijk-Vrouwelijk gezicht
Bestaat uit een paar: één flens met een verzonken vlak (vrouwelijk) en één met een verhoogd vlak (mannelijk). De pakking zit in het vrouwelijke gezicht en het mannelijke gezicht past erin. Dit ontwerp zorgt voor een goede positionering van de pakking, voorkomt dat de pakking eruit blaast- en beperkt over- compressie.
Toepassingen: Biedt een betere afdichting dan RF, geschikt voor hogere drukken (bijv. PN4.0-PN10.0, klasse 300-klasse 600) of waar media de neiging hebben om te sijpelen.
3. Tong- en groefvlak
Dit biedt de beste afdichtingsintegriteit. Eén flens heeft een nauwkeurig-bewerkte tong en de andere heeft een bijpassende groef. De pakking (vaak een metalen ring-verbinding of gekartelde metalen pakking) wordt in de groef geplaatst en aan vier zijden opgesloten door de tand- en groefwanden, waardoor uitblazen- vrijwel onmogelijk wordt en er een lang afdichtingstraject ontstaat.
Toepassingen: Gebruikt voor extreme en gevaarlijke toepassingen: hoge druk (PN10.0 en hoger, klasse 600 en hoger), hoge temperatuur, giftig, ontvlambaar of hoog vacuüm. Gebruikelijk in kernreactoreenheden in de petrochemische industrie.
4. Plat gezicht
Het gehele oppervlak van de flens is vlak en glad, zonder verhoogd oppervlak. Meestal is er een volledige-pakking nodig die het hele oppervlak bedekt.
Toepassingen: voornamelijk gebruikt met flenzen gemaakt van materialen met een lage-sterkte zoals gietijzer of plastic, of voor toepassingen met zeer lage- druk (PN0.6, PN1.0), zoals circulerende watersystemen. Het vermijdt hoge plaatselijke spanningen op de flens.
Deel III: Classificatie op basis van druk-Temperatuurwaarde
Het drukhoudende vermogen van een flens- is geen vaste waarde, maar varieert afhankelijk van het materiaal en de bedrijfstemperatuur. Dit wordt aangegeven door de ‘drukklasse’.
PN-serie: Europees en Chinees systeem, metrische eenheden. Voorbeelden: PN10, PN16, PN25, PN40, PN63. Het getal vertegenwoordigt de maximaal toegestane werkdruk in bar bij 20 graden. PN16 geeft bijvoorbeeld een ontwerpdruk van 16 bar aan.
Klasseserie: Amerikaans systeem, imperiale eenheden. Voorbeelden: Klasse 150, 300, 600, 900, 1500, 2500. Het klassenummer is een dimensieloze classificatieaanduiding, geen directe drukwaarde. Klasse 150 komt overeen met een nominale druk van ongeveer 20 bar bij omgevingstemperatuur, maar de toegestane druk voor diezelfde flens neemt af bij hogere temperaturen. De specifieke druk-temperatuurrelatie moet worden gecontroleerd in classificatietabellen van normen zoals ASME B16.5.
Selectieprincipe: De flensklasse moet worden geselecteerd op basis van de maximale werkdruk bij de ontwerptemperatuur, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de bijpassende flenzen, pakkingen en bouten allemaal geschikt zijn voor dezelfde klasse.
Conclusie
Voor temperatuursensortoepassingen is de flensselectie een veelomvattend besluitvormingsproces-: Bepaal eerst het vereiste bekledingstype (RF, MFM, TG) op basis van de mediadruk en -karakteristieken. Kies vervolgens de bevestigingsmethode (WN, SO, Met schroefdraad, enz.) op basis van het buismateriaal, de installatievereisten en de kosten. Selecteer ten slotte de juiste drukklasse (PN of Class) uit de relevante normen (bijv. GB/T, HG/T, ASME B16.5) op basis van ontwerptemperatuur en druk. Een correct geselecteerde flensverbinding is de hoeksteen voor het garanderen van een veilige en lekvrije werking van een temperatuurmeetpunt op lange termijn.
