Le flange a bicchiere saldato forniscono connessioni affidabili ad alta pressione per sistemi di tubazioni di piccolo diametro dove lo spazio è limitato e è richiesta una connessione saldata. Sono la scelta standard per NPS 2 e inferiori in servizi ad alta pressione e sono ampiamente utilizzate in applicazioni di iniezione chimica, strumentazione e idraulica.
Cos'è una Flangia a Bicchiere Saldato?
Una flangia a bicchiere saldato presenta una fresatura a bicchiere svasata che accetta l'estremità del tubo. Una singola saldatura d'angolo sul lato esterno della flangia completa la connessione. Una spalla interna all'interno del bicchiere impedisce al tubo di passare attraverso la flangia, e un piccolo spazio di espansione (circa 1/16 di pollice) sul fondo del bicchiere accomoda l'espansione termica durante la saldatura e il servizio. Questo design elimina la necessità di una saldatura interna, mantenendo l'anima liscia e senza ostacoli.
Design e Dimensioni
Le flange a bicchiere saldato sono dimensionate secondo ASME B16.5 per dimensioni da NPS 1/2 a 2. Il diametro del foro del bicchiere corrisponde al diametro esterno del tubo più una piccola tolleranza per l'assemblaggio. La profondità della fresatura è calcolata per fornire lo spazio di espansione richiesto sul fondo del bicchiere. Il design del mozzo è simile a quello di una flangia a collo saldato ma più corto e senza il profilo conico. Tutti i tipi di faccia standard sono disponibili, con la faccia rialzata che è la più comune per le flange a bicchiere saldato.
| NPS | Diametro esterno tubo (in) | Diametro bicchiere (in) | Profondità bicchiere (in) | Diametro foro (in) |
|---|---|---|---|---|
| 1/2 | 0.840 | 0.850 | 0.500 | 0.625 |
| 3/4 | 1.050 | 1.060 | 0.562 | 0.822 |
| 1 | 1.315 | 1.330 | 0.625 | 1.049 |
| 1-1/4 | 1.660 | 1.675 | 0.688 | 1.380 |
| 1-1/2 | 1.900 | 1.920 | 0.750 | 1.610 |
| 2 | 2.375 | 2.400 | 0.812 | 2.067 |
Classi di Pressione
Le flange a bicchiere saldato sono disponibili in tutte le classi di pressione ASME da 150 a 2500. La loro pressione nominale è equivalente a quella delle flange a collo saldato per la stessa classe, rendendole adatte per applicazioni di piccolo diametro ad alta pressione. Tuttavia, la loro vita a fatica è inferiore rispetto alle flange a collo saldato a causa della concentrazione di tensioni alla saldatura d'angolo e della potenziale fessurazione sul fondo del bicchiere. Funzionano bene in condizioni statiche e con cicli moderati, ma non sono raccomandate per servizi con cicli severi.
Materiali
Le flange a bicchiere saldato sono disponibili nella stessa gamma di materiali di altre flange ASME B16.5. L'acciaio al carbonio ASTM A105 è standard per servizi generali. Gli acciai inossidabili ASTM A182 F304 e F316 sono usati per ambienti corrosivi. L'ASTM A350 LF2 è disponibile per applicazioni a bassa temperatura. Le leghe tra cui F11, F22 e F91 possono essere specificate per servizi ad alta temperatura. Il materiale deve avere una buona saldabilità poiché la saldatura del bicchiere viene tipicamente eseguita in campo.
Applicazioni
Le flange a bicchiere saldato sono ideali per linee di iniezione chimica dove vengono iniettati piccoli volumi precisi di sostanze chimiche nei processi. Sono standard per connessioni di strumentazione e prese per manometri dove lo spazio è limitato. I sistemi idraulici ad alta pressione utilizzano frequentemente flange a bicchiere saldato per le loro dimensioni compatte e la capacità di alta pressione. Le tubazioni di processo di piccolo diametro, i punti di campionamento e le connessioni per analizzatori sono applicazioni comuni. Sono particolarmente utili in applicazioni dove lo spazio impedisce l'uso di flange a collo saldato.
Bicchiere Saldato vs Collo Saldato
Le flange a bicchiere saldato sono più compatte delle flange a collo saldato e richiedono meno lunghezza del tubo per l'installazione. Usano una semplice saldatura d'angolo piuttosto che una saldatura di testata a piena penetrazione, riducendo i tempi di saldatura e i requisiti di abilità . Tuttavia, il design del bicchiere crea una potenziale fessura sul fondo del bicchiere dove può iniziare la corrosione. Le flange a collo saldato forniscono una migliore resistenza a fatica per servizi ciclici e sono preferite per applicazioni critiche dove è richiesta l'ispezione radiografica della saldatura. Le flange a bicchiere saldato sono più economiche per applicazioni di piccolo diametro dove le loro limitazioni sono accettabili.
Installazione
Una corretta installazione richiede l'inserimento del tubo fino al fondo del bicchiere, quindi il ritiro di circa 1/16 di pollice per creare lo spazio di espansione. Una saldatura d'angolo viene quindi applicata attorno al diametro esterno del tubo sulla faccia del bicchiere. La saldatura deve essere lasciata raffreddare naturalmente senza spegnimento rapido per evitare cricche. L'ispezione visiva seguita da test con particelle magnetiche (MT) o liquidi penetranti (PT) è tipicamente sufficiente per il rilevamento di cricche. Il trattamento termico post-saldatura non è generalmente richiesto per le saldature a bicchiere in acciaio al carbonio a causa delle loro piccole dimensioni e del basso apporto termico.
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