Leitfaden zur Bestimmung der Abmessungen von Aufsteckflanschen

Diese Anleitung führt Sie durch die Schritte zur Ermittlung der richtigen Abmessungen und untersucht wichtige Faktoren wie Flanschdicke, Druckklasse und die entsprechenden ANSI-Flanschabmessungen

Flansche und ihre Vorteile

Aufsteckflansche werden branchenübergreifend in Rohrleitungssystemen eingesetzt. Sie sind flexibel, kostengünstig und einfach zu installieren.

Ein Aufsteckflansch ist so konzipiert, dass er über das Rohr passt, im Gegensatz zu anderen Flanschtypen, die direkt befestigt werden. Durch das Schweißen der Innen- und Außenseite des Flansches entsteht eine sichere und leckagefreie Verbindung. Dieses Design macht sie ideal für Anwendungen mit niedrigerem Druck.

Einer der Hauptvorteile von Aufsteckflanschen ist ihre einfache Ausrichtung während der Installation. Da das Rohr in den Flansch gleitet, ist eine präzise Positionierung einfacher als bei anderen Flanscharten. Diese Flexibilität, kombiniert mit geringeren Kosten, macht sie für viele Branchen zu einer attraktiven Option. Beispiele hierfür sind Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Wasseraufbereitung und chemische Prozesse.

Obwohl der Aufsteckflansch erhebliche Vorteile bietet, ist es von größter Bedeutung, die richtigen Abmessungen für den Aufsteckflansch zu bestimmen. Dadurch wird die Integrität eines Rohrleitungssystems sichergestellt. Wenn die Abmessungen nicht genau ausgewählt werden, besteht die Gefahr von Lecks, Verbindungsfehlern und kostspieligen Ausfallzeiten.

Schritte zur Bestimmung der richtigen Aufsteckflanschabmessungen

Bei der Auswahl der richtigen Abmessungen für Aufsteckflansche müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, darunter Rohrgröße, Druckstufe und Systemanforderungen. Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Sicherstellung einer korrekten Flanschauswahl.

1. Bestimmen Sie die Nennrohrgröße (NPS)

Der erste Schritt besteht darin, die Nennrohrgröße (NPS) zu ermitteln. Dies bezieht sich auf den Durchmesser des Rohrs, an das der Flansch angeschlossen wird. NPS-Größen sind standardisiert und reichen bei den meisten Aufsteckflanschen von 1/2 Zoll bis 24 Zoll. Stellen Sie sicher, dass die Abmessungen des Aufsteckflansches dem Außendurchmesser des Rohrs entsprechen, um einen ordnungsgemäßen Sitz zu gewährleisten.

Eine allgemeine Übersicht über Aufsteckflansche NPS finden Sie in unserer nachstehenden Tabelle:

2. Bestimmen Sie die Druckklasse

Flansche werden nach ihrer Druckbeständigkeit kategorisiert, die üblicherweise als Druckklasse oder Druckstufe bezeichnet wird. Diese Stufen werden von der ASME (American Society of Mechanical Engineers) festgelegt.

Die am häufigsten verwendeten Druckklassen sind 150, 300, 600 und 900, für anspruchsvollere Anwendungen reichen sie jedoch bis zu Klasse 1500 und 2500.

Die Druckklasse eines Flansches gibt den maximal zulässigen Druck an, dem der Flansch bei einer bestimmten Temperatur sicher standhalten kann. 

Beispielsweise ist ein Flansch der Klasse 150 für Systeme mit niedrigerem Druck ausgelegt, während ein Flansch der Klasse 300 für höhere Drücke ausgelegt ist, d. h. er ist dicker und schwerer gebaut, um anspruchsvolleren Bedingungen standzuhalten. Insbesondere kann ein Flansch der Klasse 300 bei seiner Nenntemperatur sicher 300 psi (20,6 bar) bewältigen

3. Siehe ANSI-Flanschabmessungen

Aufsteckflansche haben standardisierte Abmessungen, wie sie vom ANSI (American National Standards Institute) festgelegt wurden. Diese Standards, insbesondere die ANSI-Flanschmaße, gewährleisten die Kompatibilität zwischen verschiedenen Systemen und Herstellern.

Um die richtigen ANSI-Flanschmaße für Ihr Projekt zu bestimmen, beachten Sie Normen wie ASME B16.5. Letztere legt die Spezifikationen für Rohrflansche und -armaturen fest. Diese Normen liefern detaillierte Messungen für verschiedene Aspekte des Flansches, wie zum Beispiel:

• Außendurchmesser (OD): Die gesamte Außenbreite des Flansches.
• Flanschdicke: Die Dicke variiert je nach Druckklasse und ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität.
• Lochkreisdurchmesser (BCD): Der Kreis, in dem die Schraubenlöcher angeordnet sind.
• Bolzenlochdurchmesser und Anzahl der Löcher: Größere Flansche und Flansche mit höherem Druck erfordern mehr und größere Schrauben zur sicheren Befestigung.

4. Flanschdicke überprüfen

Die Flanschdicke ist eine der wichtigsten Abmessungen bei der Auswahl eines Aufsteckflansches. Dickere Flansche sind für Systeme erforderlich, die unter hohem Druck arbeiten, um Risse oder Verformungen zu vermeiden. 

Beispielsweise könnte ein NPS 4-Zoll-Flansch der Klasse 150 eine Dicke von 1 Zoll haben, während ein Flansch der Klasse 600 der gleichen Größe eine Dicke von 1,8 Zoll haben könnte.

Die richtige Dicke ist für die Haltbarkeit und Sicherheit Ihres Rohrleitungssystems von entscheidender Bedeutung. Ein zu dünner Flansch kann unter Druck nachgeben, während ein zu dicker Flansch die Kosten in die Höhe treiben kann, ohne zusätzliche Vorteile zu bieten.

Für Aufsteckflansche verwendete Materialien

Die Wahl des richtigen Materials für Aufsteckflansche ist entscheidend, um die Kompatibilität mit den Betriebsbedingungen des Systems sicherzustellen. Die am häufigsten für diese Flansche verwendeten Materialien sind:

• Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl wird häufig in Niederdruckanwendungen eingesetzt und bietet eine gute Festigkeit und Erschwinglichkeit. Da er jedoch nicht korrosionsbeständig ist, ist er für korrosive Umgebungen ungeeignet.
• Edelstahl: Edelstahl ist für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit bekannt und wird häufig in der Chemie- und Lebensmittelindustrie verwendet. Er ist ideal für Systeme, die mit korrosiven Flüssigkeiten umgehen oder in rauen Umgebungen betrieben werden.
• Legierter Stahl: Diese Flansche bestehen aus einer Metallkombination, um eine höhere Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Temperaturen und Druck zu gewährleisten. Sie werden häufig in Öl- und Gaspipelines verwendet.
• Duplex-Stahl: Duplexstahl ist eine Kombination aus austenitischem und ferritischem Edelstahl und bietet hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit, weshalb er sich für Anwendungen mit hoher Beanspruchung eignet.

Das ausgewählte Material beeinflusst maßgeblich die Spezifikation des Aufsteckflansches. Es sollte auf der Grundlage von Faktoren wie Temperatur, Druck und chemischer Verträglichkeit mit der durch das System fließenden Flüssigkeit ausgewählt werden.

Abschluss

Die Wahl der richtigen Aufsteckflanschabmessungen ist ausschlaggebend für die Gewährleistung der langfristigen Leistung und Sicherheit jedes Rohrleitungssystems.

Basierend auf diesem Leitfaden müssen Sie die folgenden praktischen Schritte berücksichtigen: 

• Nennrohrgröße verstehen 
• Auswahl der passenden Druckklasse 
• Auswahl der richtigen Flanschdicke

Durch sorgfältige Beachtung dieser Details können kostspielige Ausfälle vermieden werden und ein sicherer Sitz gewährleistet werden.
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Quellen:

Flanschverschraubungstabelle – ASME B16.5 (1)
SME B16.5 Rohrflansche und Flanschverbindungen (2)