Was ist ein Aufsteckflansch: Typen, Spezifikationen und Anwendungen

Aufsteckflansche sind wesentliche Komponenten in Rohrleitungssystemen und werden für ihre Einfachheit, Vielseitigkeit und Kosteneffizienz geschätzt. Ob es sich um den Anschluss von Stahlrohre oder für eine sichere Abdichtung mit einem erhabenes Gesicht oder flaches Gesicht, Aufsteckflansche bieten praktische Lösungen für verschiedene industrielle Anforderungen. 

In diesem Leitfaden untersuchen wir ihr Design, ihre Typen, technischen Spezifikationen und Anwendungen und helfen Ihnen zu verstehen, warum sie in vielen Branchen weiterhin eine vertrauenswürdige Wahl sind. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren!

1. Was ist ein Aufsteckflansch?

A Aufsteckflansch ist ein in der Rohrleitungsindustrie weit verbreitetes Rohrverbindungselement. Es ist so konzipiert, dass es über das Ende eines Stahlrohrs geschoben und mit Kehlnähten an den Außen- und Innenkanten befestigt wird. Der Aufsteckflansch ist für seine einfache Installation, Kosteneffizienz und Vielseitigkeit bekannt und ein fester Bestandteil vieler Rohrleitungssysteme, insbesondere solcher, die unter niedrigem bis mittlerem Druck betrieben werden.

Komponenten und Designmerkmale

Aufsteckflansche bestehen aus mehreren Hauptkomponenten:

• Flanschfläche: Die Oberfläche, die mit der Dichtung zusammenpasst und so eine sichere Abdichtung gewährleistet. Zu den Typen gehören Flachdichtungen (FF) und Dichtscheiben (RF).
• Innenbohrung: Der Durchmesser der Öffnung, der dem Außendurchmesser des Rohrs entspricht.
• Nabe: Einige Aufsteckflansche verfügen über eine Nabe, um zusätzliche Festigkeit zu bieten und die Spannung gleichmäßig zu verteilen.
• Schraubenlöcher: Vorgebohrte Löcher zur Ausrichtung mit entsprechenden Schrauben zur Befestigung an anderen Flanschen oder Geräten.

Warum Aufsteckflansche häufig verwendet werden

Der Aufsteckflansch ist aufgrund seiner Einfachheit und Flexibilität beliebt. Im Gegensatz zu anderen Flanscharten erfordert er kein präzises Schneiden oder Abschrägen der Rohre, was die Ausrichtung während der Installation erleichtert. Diese Eigenschaft, kombiniert mit seiner Erschwinglichkeit, macht den Aufsteckflansch aus Edelstahl und ähnliche Varianten zu einer ausgezeichneten Wahl für allgemeine Industrie- und Niederdruckanwendungen.

Erhabene Fläche vs. flache Fläche Aufsteckflansche

• Aufsteckflansch mit erhöhter Dichtfläche: Enthält einen erhöhten Bereich um die Bohrung, um die Dichtungskompression und Abdichtung zu verbessern. Diese sind für Systeme mit höherem Druck geeignet.
• Aufsteckflansch mit flacher Oberfläche: Die Fläche liegt flach, ohne erhabene Oberfläche. Wird häufig in Systemen verwendet, bei denen der Flansch mit flachen Oberflächen oder weichen Dichtungen verbunden werden muss. Ideal für Niederdruckanwendungen.

2. Technische Daten

Abmessungsmerkmale

Das Design und die Abmessungen eines Aufsteck-Rohrflansches sind standardisiert, um Kompatibilität und Leistung für verschiedene Anwendungen sicherzustellen:

• Spezifikationen für den Außendurchmesser: Der Außendurchmesser ist entscheidend für die Ausrichtung des Flansches mit den Gegenstücken. Er variiert je nach Flanschgröße und Druckstufe und entspricht normalerweise den ASME/ANSI-Standards.
• Anforderungen an die Innenbohrung: Die Bohrung ist etwas größer als der Außendurchmesser des Rohrs, sodass der Flansch vor dem Schweißen über das Rohr geschoben werden kann.
• Nabenabmessungen: Bei Flanschen mit Naben werden die Abmessungen so berechnet, dass die Festigkeit erhöht wird, ohne unnötiges Volumen hinzuzufügen.
• Gesichtstypen: Zu den Optionen gehören flache und erhabene Oberflächen, wobei jede Option spezifische Dichtungs- und Anwendungsanforderungen erfüllt.

Druckwerte

Die Druckbelastbarkeit eines Aufsteckschweißflansches wird gemäß den ANSI/ASME-Normen in unterschiedliche Klassen wie 150, 300 und 600 eingeteilt:

• Baureihe 150: Geeignet für Niederdruckanwendungen mit minimalen Temperaturschwankungen.
• Klasse 300: Bewältigt mittleren Druck und mittlere Temperaturen, wird häufig in Systemen mittlerer Belastung verwendet.

Betriebsbeschränkungen

Obwohl vielseitig, Aufsteckflansche unterliegen einigen Einschränkungen:

• Nicht ideal für Hochdrucksysteme, bei denen die Vermeidung von Leckagen von entscheidender Bedeutung ist.
• Im Vergleich zu Vorschweißflanschen ist die Leistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen eingeschränkt.
• Die Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Temperaturtoleranz des Flansches wird maßgeblich durch die Güte von Materialien wie Edelstahl beeinflusst.

3. Rohrleitungssystemintegration

Überlegungen zum Systemdesign

Beim Integrieren eines Aufsteckflansches in ein Rohrleitungssystem müssen mehrere Faktoren sorgfältig berücksichtigt werden:

• Tragfähigkeit: Der Flansch muss die vom System auferlegten mechanischen Belastungen wie Rohrgewicht und Wärmeausdehnung tragen.
• Druckbegrenzung: Aufsteckflansche sind ideal für Systeme mit mäßigem Druckbedarf. Sie sind zur Abdichtung auf Kehlnähte angewiesen, was ihre Druckbeständigkeit im Vergleich zu Alternativen einschränken kann.
• Temperatureffekte: Erhöhte Temperaturen können das Flanschmaterial und die Dichtung beeinträchtigen und möglicherweise zu Undichtigkeiten führen.
• Spannungsverteilung: Durch ordnungsgemäßes Schweißen wird eine gleichmäßige Spannungsverteilung gewährleistet, wodurch Ausfälle an stark beanspruchten Stellen vermieden werden.

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit detaillierten Angaben zu den maximalen Druck- und Temperaturwerten für Stahlrohrflansche:

Anwendungen

Aufsteckflansche überzeugen durch ihre Anpassungsfähigkeit in zahlreichen Einsatzbereichen:

• Niederdrucksysteme: Wird häufig in der Wasseraufbereitung, in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik und in leichten Industrieprozessen verwendet, bei denen der Druckbedarf minimal ist.
• Hochdruckbeschränkungen: Obwohl sie mäßigem Druck standhalten können, sind sie aufgrund ihrer Konstruktion weniger für Systeme geeignet, die eine strenge Druckbegrenzung erfordern.
• Temperaturbeschränkungen: Bestens geeignet für mittlere Temperaturbereiche; Aufsteckflansche aus Edelstahl bieten zusätzliche Beständigkeit gegen thermische und chemische Belastungen.
• Umweltfaktoren: Korrosionsbeständige Materialien wie Edelstahl machen sie ideal für den Einsatz im Meeres-, Chemie- und anderen korrosiven Umgebungen.

4. Vorteile von Aufsteckflanschen

• Einfache Installation: Keine präzise Rohrendvorbereitung erforderlich.
• Kosteneffizienz: Geringere Material- und Arbeitskosten im Vergleich zu anderen Flanschtypen.
• Vielseitigkeit: Anwendbar auf eine breite Palette von Systemen und Materialien.

5. Nachteile

• Schweißanforderung: Erfordert zwei Kehlnähte, was im Vergleich zu einigen Flanschen den Arbeitsaufwand erhöht.
• Druckbegrenzung: Weniger robust als Vorschweißflansche für Hochdruckanwendungen.

Häufig gestellte Fragen

Sind Aufsteckflansche für unterirdische Abwassersysteme geeignet?

Für unterirdische Abwassersysteme sind Aufsteckflansche nicht zu empfehlen. Dies liegt an dem in einem solchen Zusammenhang erforderlichen Schweißprozess. Experten zufolge ist es besser, Flanschadapter zu verwenden. Die Suche nach anderen, besser geeigneten Flanschen kann ebenfalls funktionieren.

Ist vor dem Schweißen von Aufsteckflanschen eine spezielle Oberflächenvorbereitung erforderlich?

Für bessere Ergebnisse können Sie die Oberflächen des Aufsteckflansches gründlich reinigen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Flansch vor dem Schweißen frei von Schmutz oder Verunreinigungen ist.

Sind Aufsteckflansche für Dampfsysteme geeignet?

Sie können Aufsteckflansche für Dampfleitungssysteme verwenden. Beachten Sie jedoch, dass ihre Eignung immer noch von den spezifischen Druck- und Temperaturbedingungen abhängt. Überprüfen Sie vor dem Kauf von Aufsteckflanschen für Dampfsysteme zunächst die Anwendungsanforderungen. Auch die Einsicht in relevante Normen kann hilfreich sein.

Bieten Aufsteckflansche eine dichte Verbindung?

Bei ordnungsgemäßer Installation und Verschweißung können Aufsteckflansche eine sichere Verbindung bieten, die das Risiko von Leckagen minimiert.

Referenz

Dichtleistungsprüfung von Aufsteck-Rohrflanschverbindungen unter Innendruck und Biegemoment; Satoshi Nagata, Takashi Kobayashi, Hirokazu Tsuji und Toshiyuki Sawa; 2010 (https://www.researchgate.net/publication/267611972)

Einige Forschungsergebnisse zur Dichtheit und Festigkeit von Flanschverbindungen; Georgeta Roman und mIon Durbaca; 2018 (https://www.researchgate.net/publication/368328335)