Flatsveisede flenser og stumpsveisede flenser er to vanlige typer flenser i vårt daglige arbeid. I dag skal vi gjennomføre en komparativ analyse av flate flenser og stumpsveisede flenser fra fire aspekter: materiale, nominelt trykk, sveiseform og bruksscenarier.
Hovedforskjeller
Flate flenser har en enkel struktur og er forbundet gjennom kilsveiser, mens stumpsveisede flenser har en mer kompleks struktur og kobles sammen via stumsveiser. Denne grunnleggende forskjellen bestemmer deres variasjoner i styrke, pålitelighet, egnethet for spesifikke arbeidsforhold og kostnader.
1. Materiale
Flat flens:
Utvalget av valgfrie materialer er omfattende og stort sett likt det for stumpsveisede flenser. Vanlige materialer inkluderer karbonstål (A105), rustfritt stål (304, 316) og legert stål. Siden de ofte brukes under middels til lavt trykk og ikke-krevende arbeidsforhold, er kravene til selve materialenes ekstreme ytelse relativt lave.
Støvsveiset flens:
Utvalget av valgfrie materialer er tilsvarende omfattende.
Nøkkelpunktet ligger i kompatibilitet: i høytrykks-, høytemperatur- eller korrosive miljøer må flensmaterialet samsvare nøyaktig med rørledningsmaterialet (inkludert kjemisk sammensetning, mekaniske egenskaper og varmebehandlingsforhold) for å sikre integriteten til skjøten og konsistent ytelse under driftsforhold. For eksempel, i høytemperatur- og høytrykksrørledninger, brukes legerte stålmaterialer som P91 og F22 ofte.
Sammendrag: De to er like når det gjelder materialvalg, men stumsveisede flenser legger større vekt på presis kompatibilitet med rørledningsmaterialer og høyere ytelseskrav.
2. Nominelt trykk
Dette er en av de mest åpenbare indikatorene på bruken av de to.
Flat flens:
Den er først og fremst egnet for middels til lavtrykksområder, og dekker typisk PN-serien (GB-standarder): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, samt klasseserien (ASME-standarder): Klasse 150, Klasse 300. Den er mindre vanlig brukt i klassifiseringer over Klasse 300 og anbefales ikke sveiset til høyere trykk, konsentrasjon og fyllingsgrad. trykkbæreevne har en klart definert øvre grense.
Støvsveiset flens:
Den passer for hele spekteret fra lavt trykk til ultrahøyt trykk. Fra PN10 til PN420, og fra klasse 150 til klasse 2500 eller enda høyere, kan stumpsveisede flenser brukes. Deres nakkede struktur og stumpsveisene fordeler effektivt og tåler stress, noe som gjør dem til en standardkonfigurasjon for høytrykks- og høytemperatursystemer.
Sammendrag: Flate flenser er en økonomisk løsning for bruksområder med middels til lavt trykk, mens stumpsveisede flenser er det eneste pålitelige valget for høyt trykk og ultrahøyt trykk.
3.Sveiseform
Dette representerer den mest grunnleggende forskjellen mellom de to når det gjelder struktur og produksjon, som direkte bestemmer forbindelsesstyrken og påliteligheten.
Flat flens:
Sveiseform: Filetsveis
Tilkoblingsmetode: Røret settes inn i flensboringen, og sveising utføres mellom rørets yttervegg og flensflaten (ekstern kilsveis). En ekstra innvendig tettende kilsveis (innerkselsveis) kan også brukes.
Ulemper:
- Spenningskonsentrasjon: Den geometriske formen til kilsveisen fører til høy spenningskonsentrasjon ved roten, noe som gjør den utsatt for å bli opphavet til tretthetssprekker.
- Vanskeligheter ved inspeksjon: Interne sveiser er utfordrende å inspisere effektivt ved hjelp av metoder som radiografi (RT) eller ultralydtesting (UT). Sveisekvalitet er først og fremst avhengig av sveiseprosedyrer og visuell inspeksjon.
- Styrkemismatch: Halstykkelsen på sveisen er vanligvis mindre enn veggtykkelsen på røret.
Støvsveiset flens:
Sveiseform: Stussveis
Tilkoblingsmetode: Flensenden er maskinert med et spor som passer til røret. Røret og flenssporet er nøyaktig innrettet og deretter sveiset. Sveisen fungerer i hovedsak som en forlengelse av rørets veggtykkelse.
Fordeler:
- Utmerket spenningsfordeling: Sveisen gir en jevn overgang, noe som resulterer i en ekstremt lav spenningskonsentrasjonsfaktor og høy utmattelsesstyrke.
- Enkel ikke-destruktiv testing: Stumsveiser kan gjennomgå 100 % radiografisk testing (RT) for å sikre intern defektfri kvalitet, og oppfylle høystandard sikkerhetskrav.
- Lik styrke: Styrken til sveisen kan teoretisk oppnå paritet med basismetallet i røret.
Sammendrag: Kilsveis versus stumpsveis representerer skillet mellom "forbindelse" og "fusjon". Sistnevnte har en overveldende fordel i strukturell integritet og inspiserbarhet.
4. Søknad
Basert på forskjellene ovenfor, er anvendelsen av de to naturlig differensiert.
Flat flens:
- Lavtrykksbrukssystemer: Anleggs sirkulerende vannsystemer, lavtrykks trykkluftsystemer, lavtrykkskjølevannsrørledninger.
- Ikke-farlige medier: Husholdningsvann, luftkondisjoneringsvann, rørledninger for smøreolje med lavt trykk.
- Plassbegrensede installasjoner: På grunn av sin kortere struktur kan de brukes i kompakte rom.
- Kostnadssensitive ikke-kritiske systemer: Valgt for kostnadsbesparende formål i scenarier med ekstremt lav sikkerhetsrisiko og stabile trykk- og temperaturforhold.
Støvsveiset flens:
- Høytemperatur- og høytrykksdamprørledninger (f.eks. hoveddampledninger i kraftverk).
- Brannfarlige og eksplosive medier (f.eks. petroleum, naturgass, hydrogen, hydrokarbonrørledninger).
- Giftige og farlige medier (f.eks. klor, ammoniakk, giftige kjemikalier).
- Rørledninger som håndterer ekstremt eller svært farlige stoffer.
- Høyrisiko og krevende driftsforhold.
- Rørledninger utsatt for betydelige driftssvingninger: De som opplever termisk syklus, trykkpulsasjoner, mekaniske vibrasjoner eller utsatt for vannslag.
- Alle prosessrørledninger av høy designklasse: Standardkonfigurasjoner i kjerneinstallasjoner som kjemiske anlegg, petrokjemiske anlegg, kjernekraftverk og langdistanse olje- og gassoverføringsrørledninger.
5. Sammendrag og hurtigreferansetabell for modellvalg
| Sammenligningsdimensjon | Flat flens | Stumpsveiset flens |
| Kjernestruktur | Flat platestil, med bærende overflate | Med avsmalnende hals |
| Sveiseform | Filetsveis (intern/ekstern filet) | Stumsveis (sporsveis) |
| Sveisekontroll | Vanskelig, utfordrende for RT/UT | Enkel, egnet for 100 % RT/UT-inspeksjon |
| Nominelt trykk | Middels lavt trykk (vanligvis ≤ PN40/klasse 30) | Fullt trykkområde (lavt til ultrahøyt trykk) |
| Stressegenskaper | Betydelig stresskonsentrasjon, dårlig utmattelsesmotstand | Glatt stressovergang, god tretthetsmotstand |
| Hovedmaterialer | Karbonstål, rustfritt stål, etc. (Generelt formål) | Karbonstål, rustfritt stål, legert stål osv. (Må samsvare med rør) |
| Typiske applikasjoner | Lavtrykksvann, luft, ikke-farlige systemer | Høy temperatur, høyt trykk, farlige, vibrerende, kritiske prosesslinjer |
| Startkostnad | Lavere | Høyere |
| Total livssykluskostnad | Høyere maintenance risk in severe service | Høy pålitelighet i kritiske systemer, gunstigere totalkostnad |
6. Endelig valganbefaling av VATTEN-ventil
I ingeniørdesign eller selvstyrt fabrikasjon og installasjon, spesielt når man følger standarder som ASME eller GB, er valget vanligvis ikke vilkårlig. Kodene og standardene spesifiserer direkte scenarier der stumpsveisede flenser må brukes basert på faktorer som væskekategori, designtrykk og temperatur på rørledningen. Enkelt sagt: ved tvil, under krevende forhold, eller i sikkerhetskritiske applikasjoner, bør stumpsveisede flenser prioriteres. Flate flenser vurderes kun for klart definerte lavrisiko-, lavtrykks- og stabile driftsforhold, primært for kostnadsbesparende formål.
