플랜지 소개

플랜지는 배관 조인트를 해체해야 할 때 사용됩니다. 이들은 주로 장비, 밸브 및 특수 분야에 사용됩니다. 유지 관리가 일반적인 특정 파이프라인에서는 브레이크아웃 플랜지가 일정한 간격으로 제공됩니다. 플랜지 조인트는 서로 연관되어 있지만 세 개의 개별적이고 독립적인 구성요소로 구성됩니다. 플랜지, 개스킷 및 볼트 체결. 누출 방지 조인트를 얻으려면 이러한 모든 요소를 ​​선택하고 적용하는 데 특별한 제어가 필요합니다.

플랜지의 분류는 다음과 같이 여러 가지 대체 방법으로 수행됩니다.

파이프 부착 기준

플랜지는 배관에 부착하는 방법에 따라 아래와 같이 분류됩니다.

슬립 온 플랜지 –

Slip On 유형 플랜지는 플랜지 내부와 외부에 두 개의 필렛 용접으로 부착됩니다. 내부 압력 하에서 슬립온 플랜지의 계산된 강도는 웰딩 넥 플랜지의 2/3 정도이고, 피로 수명은 후자의 약 1/3입니다. 일반적으로 이러한 플랜지는 단조 구조로 되어 있으며 허브가 제공됩니다. 때로는 이러한 플랜지가 플레이트로 제작되어 허브가 제공되지 않습니다. 플랜지의 단점은 명명된 피팅이 슬립에서 완전히 미끄러지는 직선 끝이 없기 때문에 플랜지와 엘보우 또는 플랜지와 티의 조합이 불가능하다는 것입니다. 플랜지에.

소켓 용접 플랜지 –

소켓 용접 플랜지는 한 번의 필렛 용접으로만 외부에만 부착되며 엄격한 서비스에는 권장되지 않습니다. 이는 소구경 라인에만 사용됩니다. 정적 강도는 Slip On 플랜지와 동일하지만 피로 강도는 이중 용접 Slip On 플랜지보다 50% 더 높습니다. 이러한 유형의 플랜지에 대해 연결 파이프의 두께를 지정하여 적절한 보어 치수를 보장해야 합니다. 소켓 용접 플랜지에서는 용접 전에 플랜지 또는 피팅과 파이프 사이에 공간을 만들어야 합니다. ASME B31.1 용접 준비(E) 소켓 용접 어셈블리는 다음과 같이 말합니다.용접 전 조인트 조립 시 파이프 또는 튜브를 소켓에 최대 깊이까지 삽입한 다음 파이프 끝과 소켓 숄더 사이의 접촉부에서 약 1/16인치(1.6mm) 정도 빼내야 합니다.소켓 용접에서 바닥 틈새의 목적은 일반적으로 용접 금속이 응고되는 동안 발생할 수 있는 용접 루트의 잔류 응력을 줄이는 것입니다. 이미지는 확장 간격에 대한 X 측정값을 보여줍니다. 소켓 용접 플랜지의 단점은 바로 간격이 만들어져야 한다는 것입니다. 부식성 제품, 주로 스테인레스 스틸 파이프 시스템에서 파이프와 플랜지 사이의 균열로 인해 부식 문제가 발생할 수 있습니다. 일부 공정에서는 이 플랜지도 허용되지 않습니다.

나사식 플랜지 –

나사형 또는 나사형 플랜지는 용접을 수행할 수 없는 파이프라인에 사용됩니다. 나사식 플랜지 또는 피팅은 파이프의 나사산 절단이 불가능하기 때문에 벽 두께가 얇은 파이프 시스템에는 적합하지 않습니다. 따라서 더 두꺼운 벽 두께를 선택해야 합니다. ASME B31.3 배관 가이드에 따르면 다음과 같습니다.
강관이 나사산이 있고 250psi 이상의 증기 서비스 또는 220°F 이상의 수온과 100psi 이상의 수도 서비스에 사용되는 경우 파이프는 이음매가 없어야 하며 두께는 ASME B36.10의 스케줄 80 이상이어야 합니다.소켓 용접 및 나사형 플랜지는 250도 이상 -45C 이하의 서비스에는 권장되지 않습니다.

랩 조인트 플랜지 –

랩 조인트 플랜지는 값비싼 재료로 배관할 때 스터브 끝단과 함께 사용됩니다. 예를 들어 스테인레스 스틸 파이프 시스템의 경우 플랜지가 파이프의 제품과 접촉하지 않기 때문에 탄소강 플랜지를 적용할 수 있습니다. 스터브 끝은 배관에 맞대기 용접되고 플랜지는 배관 위에서 느슨하게 유지됩니다. 이 플랜지의 내부 반경은 스터브 끝 반경을 명확하게 하기 위해 모따기 처리되어 있습니다. 이 플랜지는 스텁 끝의 플랜지 부분을 수용하기 위한 보어와 플랜지 면의 교차점에서의 반경을 제외하고는 슬립온 플랜지와 거의 동일합니다. . 압력 유지 능력은 Slip On 플랜지보다 거의 우수하지 않으며 조립체의 피로 수명은 Weld Neck 플랜지의 1/10에 불과합니다. 따라서 이 플랜지 연결은 저압 및 중요하지 않은 응용 분야에 적용됩니다.

용접 넥 플랜지 –

웰딩 넥 플랜지는 긴 테이퍼형 허브로 쉽게 인식할 수 있으며 파이프나 피팅에서 벽 두께까지 점진적으로 이어집니다. 긴 테이퍼형 허브는 고압, 영하 및/또는 고온과 관련된 여러 응용 분야에서 사용하기 위한 중요한 보강재를 제공합니다. 테이퍼에 의해 영향을 받는 플랜지 두께에서 파이프 또는 피팅 벽 두께로의 원활한 전환은 라인 확장 또는 기타 다양한 힘으로 인해 반복 굽힘 조건에서 매우 유리합니다. 이러한 플랜지는 결합 파이프 또는 피팅의 내부 직경과 일치하도록 구멍이 뚫려 있습니다. 따라서 제품 흐름에 제한이 없습니다. 이는 접합부의 난류를 방지하고 침식을 줄입니다. 또한 테이퍼형 허브를 통해 탁월한 응력 분산을 제공합니다. Weld neck 플랜지는 맞대기 용접으로 파이프에 부착됩니다. 이는 모든 용접 조인트에 방사선 검사가 필요한 중요한 서비스에 주로 사용됩니다. 이러한 플랜지를 지정하는 동안 용접 끝부분의 두께도 플랜지 사양과 함께 지정되어야 합니다.

 

블라인드 플랜지 -

블라인드 플랜지는 보어 없이 제조되며 배관 끝, 밸브 및 압력 용기 개구부를 막는 데 사용됩니다. 내부 압력 및 볼트 하중의 관점에서 볼 때 블라인드 플랜지, 특히 더 큰 크기의 플랜지는 가장 응력을 많이 받는 플랜지 유형입니다. 그러나 이러한 응력의 대부분은 중심 근처에서 굽힘 유형이며 표준 내경이 없기 때문에 이러한 플랜지는 더 높은 압력 온도 응용 분야에 적합합니다.

리듀싱 플랜지 –

리듀싱 플랜지는 리듀서를 사용하지 않고 더 큰 크기와 더 작은 크기를 연결하는 데 사용됩니다. 플랜지를 축소하는 경우 플랜지의 두께는 더 큰 직경의 플랜지이어야 합니다. 이러한 플랜지는 일반적으로 블라인드, 슬립온, 나사산 및 용접 넥 플랜지로 제공됩니다. 이 제품은 모든 압력 등급에서 사용할 수 있으며 두 가지 크기의 파이프를 연결하는 데 대한 좋은 대안을 제공합니다. 펌프와 같이 갑작스러운 전환으로 인해 원치 않는 난류가 발생하는 경우 이러한 유형의 플랜지를 사용해서는 안 됩니다.

일체형 플랜지 –

일체형 플랜지는 노즐 목이나 용기 또는 파이프 벽과 함께 주조되거나, 이에 맞대기 용접되거나, 플랜지와 노즐 목 또는 용기 또는 파이프와 같은 성질의 다른 형태의 아크 또는 가스 용접에 의해 부착되는 플랜지입니다. 벽은 일체형 구조와 동등한 것으로 간주됩니다. 용접 구조에서는 노즐 목이나 용기 또는 파이프 벽이 허브 역할을 하는 것으로 간주됩니다. 일체형 주조 플랜지와 플랜지에 용접된 플랜지의 두께는 특정 크기에 따라 다릅니다.

직면 기준

플랜지는 다음과 같이 페이싱에 따라 분류될 수도 있습니다.

RF(Raised Face Flange) -

돌출면 플랜지는 공정 플랜트 응용 분야에 사용되는 가장 일반적인 유형이며 쉽게 식별할 수 있습니다. 개스킷 표면이 볼트 체결 원면 위로 올라가기 때문에 융기면이라고 합니다. 이 페이스 유형을 사용하면 플랫 링 시트 유형과 나선형 권선 및 이중 재킷 유형과 같은 금속 복합재를 포함하여 가스켓 설계의 다양한 조합을 사용할 수 있습니다. RF 플랜지의 목적은 더 작은 개스킷 영역에 더 많은 압력을 집중시켜 조인트의 압력 억제 능력을 높이는 것입니다. 150# 및 300# 플랜지의 경우 돌출된 면은 1.6mm(1/16인치)이고 지정된 두께에 포함됩니다. 더 높은 등급의 경우 플랜지 두께에 돌출면 두께가 포함되지 않습니다. 더 높은 등급을 위한 돌출된 면 두께는 6.4mm(1/4인치)입니다. ASME B16.5 RF 플랜지의 일반적인 플랜지 표면 마감은 125~250입니다.µ라(3~6)µm 라).

플랫 페이스 플랜지(FF) –

플랫 페이스 플랜지에는 볼트 체결 원면과 동일한 평면에 개스킷 표면이 있습니다. 플랫 페이스 플랜지를 사용하는 응용 분야는 결합 플랜지 또는 플랜지 피팅이 주물로 만들어지는 경우가 많습니다. 플랫 페이스 플랜지는 볼록 페이스 플랜지에 볼트로 체결되어서는 안 됩니다. ASME B31.1에는 평면 주철 플랜지를 탄소강 플랜지에 연결할 때 탄소강 플랜지의 볼록면을 제거해야 하며 전면 개스킷이 필요하다고 명시되어 있습니다. 이는 얇고 부서지기 쉬운 주철 플랜지가 탄소강 플랜지의 융기된 면으로 인해 발생한 틈새로 튀어나오는 것을 방지하기 위한 것입니다.

링형 조인트(RTJ) –

링형 조인트 플랜지는 일반적으로 고압(클래스 600 이상 등급) 및/또는 800도 F(427도) 이상의 고온 서비스에 사용됩니다. 링 개스킷을 장착하는 홈이 면에 잘려 있습니다. 볼트를 조이면 플랜지 씰이 플랜지 사이의 개스킷을 홈 안으로 압축하여 개스킷을 변형시켜 홈 내부에 밀착되도록 하여 금속 대 금속 씰을 만듭니다. RTJ 플랜지에는 링 홈이 가공된 돌출된 면이 있을 수 있습니다. 이 돌출된 면은 밀봉 수단의 일부 역할을 하지 않습니다. 링 개스킷으로 밀봉하는 RTJ 플랜지의 경우 연결되고 조여진 플랜지의 돌출된 면이 서로 접촉할 수 있습니다. 이 경우 압축된 개스킷은 볼트 장력을 넘어서는 추가 하중을 견디지 못하며, 진동과 움직임으로 인해 개스킷이 더 이상 부서지지 않고 연결 장력이 줄어들 수 없습니다.

링형 조인트 개스킷은 금속 밀봉 링으로 고압 및 고온 응용 분야에 적합합니다. 링형 조인트 개스킷은 결합 플랜지와 개스킷 사이의 "초기 라인 접촉" 또는 웨지 작용에 의해 밀봉되도록 설계되었습니다. 볼트 힘을 통해 씰 인터페이스에 압력을 가함으로써 개스킷의 "부드러운" 금속이 더 단단한 플랜지 재료의 미세 구조로 유입되어 매우 단단하고 효율적인 씰이 생성됩니다. 가장 많이 적용되는 유형은 스타일입니다.RASME B16.5 플랜지, 클래스 150~2500과 함께 사용되는 ASME B16.20에 따라 제조된 링. 스타일 "R" 링 유형 조인트는 타원형 및 팔각형 구성으로 제조됩니다.

팔각형 단면은 타원형보다 밀봉 효율이 높으므로 선호되는 개스킷입니다. 링 조인트 홈의 밀봉 표면은 63마이크로인치로 매끄럽게 마감되어야 하며 불쾌한 융기 부분, 도구 또는 떨림 자국이 없어야 합니다. 압축력이 가해지면 초기 선 접촉이나 웨지 작용으로 밀봉됩니다. 링의 경도는 항상 플랜지의 경도보다 낮아야 합니다.

개스킷에 대한 자세한 내용은 개스킷 소개를 참조하세요.

텅 및 그루브(T/G)–

한쪽 플랜지 면에는 플랜지 면에 가공된 돌출된 링(혀)이 있고 결합 플랜지에는 면에 가공된 일치하는 오목한 부분(그루브)이 있습니다. 이 플랜지의 텅(Tongue) 면과 그루브(Groove) 면이 일치해야 합니다. 텅 앤 그루브 페이싱은 대형과 소형 모두 표준화되어 있습니다. 텅 앤 그루브의 내부 직경이 플랜지 베이스까지 확장되지 않아 개스킷을 내부 및 외부 직경에 유지한다는 점에서 암수형과 다릅니다. 이는 펌프 커버와 밸브 보닛에서 흔히 볼 수 있습니다. 혀와 홈 조인트는 자동 정렬되고 접착제 저장소 역할을 한다는 장점도 있습니다. 스카프 조인트는 조인트와 일치하는 하중 축을 유지하며 큰 가공 작업이 필요하지 않습니다.

남성 및 여성(남/여)–

이 유형의 경우 플랜지도 일치해야 합니다. 한 플랜지 면에는 일반 플랜지 면(수) 이상으로 확장되는 영역이 있습니다. 다른 플랜지 또는 결합 플랜지의 면에는 일치하는 함몰부(암컷)가 가공되어 있습니다. 여성의 얼굴은 깊이가 3/16-인치이고 남성의 얼굴은 높이가 1/4-인치이며 둘 다 매끄럽게 마감되어 있습니다. 암면의 외경은 개스킷의 위치를 ​​파악하고 유지하는 역할을 합니다. 맞춤형 수형 및 암형 페이싱은 일반적으로 열 교환기 쉘에서 채널을 형성하고 플랜지를 덮는 데 사용됩니다. 여성의 얼굴과 남성의 얼굴은 매끄럽게 마감되어 있습니다. 암면의 외경은 개스킷의 위치를 ​​파악하고 유지하는 역할을 합니다.

RTJ, T&G, F&M과 같은 일반 플랜지 면은 절대로 함께 볼트로 고정하면 안 됩니다. 그 이유는 접촉면이 맞지 않고 한쪽에 한 종류, 다른쪽에 다른 종류가 있는 가스켓이 없기 때문입니다.

압력-온도 등급 기준

플랜지는 ASME B 16.5의 압력 온도 등급에 따라 아래와 같이 분류됩니다.

• 150#
• 300#
• 400#
• 600#
• 900#
• 1500#
• 2500#

표준 ASME B 16.5의 압력 온도 등급 차트는 특정 온도에서 플랜지가 받을 수 있는 비충격 작동 게이지 압력을 지정합니다. 플랜지는 다양한 온도에서 다양한 압력을 견딜 수 있습니다. 온도가 증가하면 플랜지의 압력 등급이 감소합니다. 표시된 압력 등급 150#, 300# 등은 기본 등급이며 플랜지는 낮은 온도에서 더 높은 압력을 견딜 수 있습니다. ASME B 16.5는 온도와 관련하여 다양한 건축 자재에 허용되는 압력을 나타냅니다. ASME B16.5는 화씨 400도(200도) 이상의 150# 플랜지 사용을 권장하지 않습니다. 플랜지의 압력 등급 또는 등급은 파운드 단위로 표시됩니다. 압력 등급을 나타내기 위해 다른 이름이 사용됩니다. 예: 150Lb, 150Lbs, 150# 또는 클래스 150은 모두 동일한 의미입니다.

페이스 마감 기준

페이싱에는 두 가지 유형의 마감 처리가 수행됩니다.

재고 마무리–

플랜지 표면 마감 중 가장 널리 사용되는 마감재는 실제로 모든 일반 서비스 조건에 적합합니다. 압축 시 개스킷의 부드러운 면이 이 마감재에 박혀 밀봉이 형성되고 결합 표면 사이에 높은 수준의 마찰이 발생합니다. 이 플랜지의 마무리는 최대 12인치까지 회전당 0.8mm의 이송 속도로 1.6mm 반경의 둥근 노즈 공구로 생성됩니다. 14인치 이상의 크기의 경우 회전당 1.2mm의 이송으로 3.2mm 둥근 노우즈 공구를 사용하여 마감 처리됩니다.

매끄러운 마감 플랜지–

이 마감 처리에서는 시각적으로 뚜렷한 도구 표시가 보이지 않습니다. 이러한 마감재는 일반적으로 이중 재킷, 평강 및 골판지 금속과 같은 금속 외장이 있는 개스킷에 사용됩니다. 매끄러운 표면이 결합하여 밀봉을 형성하고 반대면의 평탄도에 따라 밀봉이 이루어집니다. 이는 일반적으로 {{5}의 공급 속도에서 {{0}}.8 mm 반경 둥근 노즈 공구에 의해 생성된 연속(음반이라고도 함) 나선형 홈으로 형성된 개스킷 접촉 표면을 가짐으로써 달성됩니다. 0.05mm 깊이에서 회전당 .3mm. 이로 인해 Ra 3.2~6.3마이크로미터(125~250마이크로인치) 사이의 거칠기가 발생합니다.

톱니 모양의 마감–

이 역시 연속적이거나 축음기형 나선형 홈이지만 홈은 일반적으로 45도 각진 톱니 모양의 "V" 형상을 생성하는 90-deg 도구를 사용하여 생성된다는 점에서 스톡 마감과 다릅니다. 표면에 제공된 톱니 모양은 동심원이거나 나선형(음반)일 수 있습니다. 이송되는 유체의 밀도가 매우 낮고 캐비티를 통해 누출 경로를 찾을 수 있는 경우 동심 톱니 모양이 표면 마감에 필요합니다. 톱니 모양은 산술 평균 거칠기 높이(AARH)인 숫자로 지정됩니다. 이는 샘플링 길이 내에서 취하고 그래픽 중심선에서 측정한 측정된 프로파일 높이 편차의 절대값의 산술 평균입니다.

금속 개스킷이 지정된 경우 매끄러운 마감 플랜지가 지정되고, 비금속 개스킷이 제공되는 경우 톱니 모양 마감이 제공됩니다.

건축 자재 기준

플랜지는 플레이트로 제작되는 극소수의 경우를 제외하고는 일반적으로 단조됩니다. 플레이트가 제작에 사용되는 경우 용접 가능한 품질이어야 합니다. ASME B16.5에서는 리듀싱 플랜지와 블라인드 플랜지만 플레이트로 제작할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 건축 자재는 다음과 같습니다.

• ASTM A105 – 단조 탄소강
• ASTM A181 – 범용 단조 탄소강
• ASTM A182 – 단조 합금강 및 스테인레스강
• ASTM A350 – 저온 서비스용 단조 합금강