Was bedeutet ASME B16.5 für Rohrflansche und Flanschverbindungen?

ASME B16.5 ist eine Norm, die die Abmessungen, Materialien, Druck-Temperatur-Werte und andere wichtige Anforderungen für die Konstruktion und Herstellung von Rohrflanschen und Flanschverbindungen festlegt.

Allerdings legt ASME B16.5 einheitliche Richtlinien für die Konstruktion und Herstellung dieser Komponenten fest. Dies gewährleistet branchenübergreifende Konsistenz und erleichtert die Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren und Herstellern. Dies trägt auch dazu bei, Sicherheit und Leistung aufrechtzuerhalten, indem kostspielige Probleme wie Komponentenfehlanpassungen und Systemausfälle vermieden werden.

Lesen Sie diesen Artikel weiter, um mehr über den Umfang von ASME B16.5 zu erfahren und wie Sie ihn zur Erfüllung der Konformitätsanforderungen nutzen können.

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ASME B16.5 Umfang und Einschränkungen

ASME B16.5 enthält Empfehlungen zu Druck-Temperatur-Bewertungen, Materialien, Abmessungen, Toleranzen, Kennzeichnung, Prüfung und Methoden zur Bezeichnung von Öffnungen für Rohrflansche und Flanschverbindungen. ^[1]. 

Um effektiv mit Rohrflanschen und Flanschverbindungen arbeiten zu können, sollten Sie zunächst verstehen, was ASME B16.5 abdeckt und wo seine Grenzen liegen.

Einschränkungen

Unter Berücksichtigung des vollständigen Titels dieser Norm, Rohrflansche und Flanschverbindungen: NPS 1/2 bis NPS 24, metrischer/Zoll-StandardDie erste Einschränkung ist die Nennweite der Rohre (NPS)-Bereich, den es abdeckt. Die Spezifikationen sind wie folgt:

Für Flansche:

• Es umfasst die Bewertungsklassenbezeichnungen 150, 300, 400, 600, 900 und 1500 in den Größen NPS 1/2 bis NPS 24.
• Bei der Bewertungsklassenbezeichnung 2500 ist man auf die Größen von NPS 1/2 bis NPS 12 beschränkt.

Für Flanschverbindungen:

• Es gilt für die Bewertungsklassenbezeichnungen 150, 300, 400, 600, 900 und 1500 in den Größen NPS 1/2 bis NPS 24.
• Bei der Nennklassenbezeichnung 2500 besteht eine Beschränkung auf Größen bis NPS 12.

Darüber hinaus ist die Norm spezifisch in Bezug auf Materialien:

• Es umfasst Flansche und Armaturen aus Guss- oder Schmiedematerialien.
• Dazu zählen auch Blindflansche und bestimmte Reduzierflansche, sofern sie aus Guss-, Schmiede- oder Plattenwerkstoffen bestehen.

Druck-Temperatur-Bewertungen

ASME B16.5 gibt Druck-Temperatur-Werte für das jeweilige Material an, aus dem der Flansch oder die Flanschverbindung besteht. Der maximal zulässige Betriebsdruck wird in bar und psi angegeben, während die Temperaturen sowohl in Grad Celsius als auch in Grad Fahrenheit ausgedrückt werden.

Ingenieure und Konstrukteure können diese Bewertungen als Referenz verwenden, um die geeignete Klassenbezeichnung des Flansches oder Flanschanschlusses basierend auf den erwarteten Betriebsbedingungen (d. h. Druck und Temperatur) des Rohrleitungssystems zu ermitteln.

Klassenbezeichnungen sind einheitenlos und umfassen folgende Bereiche: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 und 2500.

Flansch- und Flanschanschlussmaße

ASME B16.5 legt standardisierte Abmessungen für Flansche und Flanschverbindungen fest, die auf zwei Faktoren basieren: der Klassenbezeichnung und der Nennrohrgröße (wenn Sie sich an NPS von vorhin erinnern). 

Dies bedeutet beispielsweise, dass alle Flansche der Klasse 300 mit einem NPS von 4 – unabhängig vom Material – den gleichen Bolzenlochabstand, Außendurchmesser, die gleiche Dicke und andere wichtige Abmessungen aufweisen.

Natürlich gibt es je nach Flansch- oder Flanschanschlusstyp Abweichungen bei den Abmessungen:

• Zu den Flanschtypen gehören:
  • Aufsteckflansche
  • Gewindeflansche
  • Überlappflansche
  • Vorschweißflansche
  • Einschweißflansche
  • Blindflansche
• Zu den Flanschverbindungen gehören Winkelstücke, T-Stücke, Reduzierstücke, Kreuzstücke und vieles mehr.

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Materialspezifikationen

ASME B16.5 legt die Einschränkungen hinsichtlich des Materials fest, das bei der Herstellung von Flanschen und Flanschverbindungen verwendet wird. Es klassifiziert akzeptierte Materialien in Gruppen mit ihren entsprechenden Nennbezeichnungen und geltenden ASTM-Spezifikationen.

Zu diesen Materialien gehören (jedoch ohne darauf beschränkt zu sein):

• ASTM A216 für Flansche aus gegossenem Kohlenstoffstahl
• ASTM A350 für geschmiedeten Kohlenstoffstahl, Flansch aus niedriglegiertem Stahl
• ASTM A203 für Druckbehälterplatten, legierter Stahl, Nickel

Ingenieure und Konstrukteure müssen diese Materialangaben zu Rate ziehen, um die entsprechende Klassenbezeichnung des benötigten Flansches oder Flanschanschlusses zu ermitteln.

Identifikationsmarkierungen

ASME B16.5 verlangt von Herstellern, dass sie Flansche und Flanschverbindungen mit Identifikationskennzeichnungen versehen. Dazu gehören:

• Name des Herstellers
• Materialspezifikation, einschließlich ASTM-Spezifikation, Güteklassen-Kennzeichen und andere in dieser Norm angegebene Nummern/Kennzeichnungen
• Druckklasse Bezeichnung Nummer
• Bezeichnung „B16“ oder „B16.5“ neben der Klassenbezeichnung (dies weist auf Konformität mit dem ASME-Standard B16.5 hin)
• Temperaturbeständigkeit (optional)
• NPS-Bezeichnung
• Buchstabe „R“ und entsprechende Ringnutnummer für Ring-Joint-Flansche

Mithilfe dieser Informationen können Ingenieure und Qualitätsbeauftragte die Spezifikationen von Flanschen bei der Auswahl, Installation und Wartung problemlos ermitteln und so die Verwendung falscher oder inkompatibler Komponenten verhindern.

Toleranzen

ASME B16.5 umfasst spezifische Toleranzen, die die akzeptablen Abweichungsgrenzen bei den Abmessungen eines Flansches oder Formstücks sowie bei dessen Oberflächen, Dicke, Bohrungsdurchmessern usw. darstellen.

In jedem Produktionsprozess können aufgrund von Maschinenbeschränkungen, Materialflexibilität oder sogar kleinen Temperaturschwankungen geringfügige Größenabweichungen auftreten. 

Durch die Festlegung festgelegter Toleranzen bietet ASME B16.5 den Herstellern klare Richtlinien, um sicherzustellen, dass die Abweichungen innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegen, sodass der Flansch oder die Armatur wie vorgesehen funktioniert.

Druckprüfung

ASME B16.5 enthält Anforderungen für Druckprüfungen für Flanschverbindungen.

Mit Druckprüfungen lässt sich bestätigen, dass Flanschverbindungen den Druckwerten standhalten, für die sie ausgelegt sind, ohne dass es zu Undichtigkeiten oder Ausfällen kommt. Diese Norm legt die Prüfbedingungen, das Prüfmedium, die Dauer und die Abnahmekriterien fest.

Zusätzliche Einschlüsse

Diese Norm enthält außerdem Anforderungen und Empfehlungen für Flanschschrauben, Dichtungen und Verbindungen, da diese Teile für die zuverlässige Funktion und korrekte Montage von Flanschen in Rohrleitungssystemen unverzichtbar sind.

Praktische Anwendung von ASME B16.5

Die häufigste Verwendung von ASME B16.5 besteht darin, den „richtigen“ Stahlrohrflansch auszuwählen – richtig in Bezug auf Leistung, Größe und bevorzugten Flanschtyp. Hier sind die Schritte zur Verwendung dieses Standards:

1. Ermitteln Sie den maximalen Betriebsdruck und die maximale Temperatur, denen Ihr Rohrflansch standhalten muss.

2. Wählen Sie ein Flanschmaterial und bestimmen Sie, welches der Materialgruppen Ihr Flanschmaterial fällt unter diese Kategorie. Dies können Sie in der Tabelle „Liste der Materialspezifikationen“ überprüfen.

3. Ermitteln Sie die erforderliche Ratingklassenbezeichnung.

Gehen Sie zur Druck-Temperatur-Tabelle, die Ihrer ausgewählten Materialgruppe entspricht. Suchen Sie von links nach rechts den Druckwert, der Ihren Betriebstemperaturanforderungen entspricht. (Dieser Druckwert muss Ihrem Betriebsdruck entsprechen oder diesen übersteigen).

Der Schnittpunkt dieser Werte ergibt Ihre Klassenbezeichnung.

4. Mithilfe der Bezeichnung der Bewertungsklasse können Sie nun die Standardabmessungen des Flansches ermitteln.

Hierzu müssen Sie die Nennrohrgröße (NPS) und den Flanschtyp (z. B. Gewinde, Überlappungsverbindung) kennen. ASME B16.5 bietet spezielle Tabellen mit Abmessungen für jede Bewertungsklassenbezeichnung.

Wann ist ASME B16.5 anstelle allgemeiner Rohrleitungscodes zu verwenden?

Sie sollten ASME B16.5 insbesondere beim Auswählen oder Konstruieren von Stahlrohrflanschen und Flanschverbindungen verwenden, da diese Norm die Mindestleistungskriterien und Standardabmessungen dieser Komponenten festlegt.

Rohrleitungscodes hingegen sollten verwendet werden, wenn Sie die Regeln und Kriterien für die breitere Rohrleitungssystem, einschließlich zulässiger Materialien, Tests und Inspektionen usw. ^[2].

Sie schreiben keine spezifischen Details für einzelne Komponenten wie Flansche oder Ventile vor. Stattdessen verweisen sie zu diesem Zweck auf Normen wie ASME B16.5.

Häufig gestellte Fragen zu ASME B16.5

Was ist die neueste Version von ASME B16.5?

Zum Zeitpunkt des Schreibens ist die neueste Version die ASME B16.5 – 2020 (erschienen 2021).

Um die neueste Version zu finden, besuchen Sie bitte die offizielle ASME-Website oder andere Branchenpublikationen, die diese Standardaktualisierungen verfolgen.

Ist ASME B16.5 dasselbe wie ANSI B16.5?

Ja, ASME B16.5 und ANSI B16.5 beziehen sich auf denselben Standard, der die Spezifikationen für Rohrflansche und Flanschverbindungen festlegt.

Bedenken Sie jedoch, dass ASME und ANSI zwei unterschiedliche Organisationen mit unterschiedlichen Schwerpunkten sind. ASME ist auf Normen für Kessel und Druckbehälter spezialisiert, während ANSI Normen für Produkte und Dienstleistungen in einer Vielzahl von Branchen abdeckt. ^[3].

Was ist der Unterschied zwischen ASME B16.5 und ASME B16.1?

ASME B16.5 behandelt Rohrflansche und Flanschverbindungen aus Stahl und Legierungen, während sich ASMBE B16.1 auf Rohrflansche und Flanschverbindungen aus Grauguss konzentriert. ^[4].

Was ist der Unterschied zwischen ASME B16.5 und B16.47?

ASME B16.5 gilt für Rohre mit Größen von NPS 1/2 bis NPS 24, während ASME B16.47 für Rohre von NPS 26 bis NPS 60 ausgelegt ist. ^[5]Allerdings deckt ASME B16.47 Rohre mit deutlich größeren Durchmessern ab als ASME B16.5.

Wie erkenne ich, ob ein Flansch/Flanschanschluss ASME B16.5-konform ist?

Um zu erfahren, ob Ihr Flansch oder Ihre Flanschverbindung ASMBE B16.5-konform ist, prüfen Sie einfach das Produkt auf Prüfzeichen. Sie können sich auch bei den Herstellern über deren Konformität mit der Norm erkundigen und Materialprüfberichte anfordern.

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Referenz

[1] B16.5 – Rohrflansche und Flanschverbindungen: NPS 1/2 bis NPS 24, metrischer/Zoll-Standard

[2] Rohrleitungen – Vorschriften und Normen

[3] ANSI vs. ASME: Was ist der Unterschied?

[4] B16.1 – Grauguss-Rohrflansche und Flanschverbindungen: Klassen 25, 125 und 250

[5] B16.47 – Stahlflansche mit großem Durchmesser: NPS 26 bis NPS 60, metrischer/Zoll-Standard