Flatsvetsade flänsar och stumsvetsade flänsar är två vanliga typer av flänsar i vårt dagliga arbete. Idag kommer vi att göra en jämförande analys av plana flänsar och stumsvetsade flänsar utifrån fyra aspekter: material, nominellt tryck, svetsform och applikationsscenarier.
Huvudsakliga skillnader
Platta flänsar har en enkel struktur och är sammankopplade genom kälsvetsar, medan stumsvetsade flänsar har en mer komplex struktur och är sammankopplade via stumsvetsar. Denna grundläggande skillnad bestämmer deras variationer i styrka, tillförlitlighet, lämplighet för specifika arbetsförhållanden och kostnad.
1. Material
Platt fläns:
Utbudet av valfria material är omfattande och liknar i stort sett det för stumsvetsade flänsar. Vanliga material inkluderar kolstål (A105), rostfritt stål (304, 316) och legerat stål. Eftersom de ofta används i medel-till-lågt tryck och icke-krävande arbetsförhållanden, är kraven på själva materialens extrema prestanda relativt låga.
Stumsvetsad fläns:
Utbudet av valfria material är lika stort.
Nyckelpunkten ligger i kompatibilitet: i högtrycks-, högtemperatur- eller korrosiva miljöer måste flänsmaterialet exakt matcha rörledningsmaterialet (inklusive kemisk sammansättning, mekaniska egenskaper och värmebehandlingsförhållanden) för att säkerställa fogens integritet och konsekvent prestanda under driftförhållanden. Till exempel i högtemperatur- och högtrycksrörledningar används ofta legerade stålmaterial som P91 och F22.
Sammanfattning: De två är lika när det gäller materialval, men stumsvetsade flänsar lägger större vikt vid exakt kompatibilitet med rörledningsmaterial och högre prestandakrav.
2. Nominellt tryck
Detta är en av de mest uppenbara indikatorerna för tillämpningen av de två.
Platt fläns:
Den är i första hand lämplig för medel- till lågtrycksområden, typiskt täckande PN-serien (GB-standarder): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, såväl som klassserien (ASME-standarder): Klass 150, Klass 300. Den används mindre vanligt i klassificeringar över klass 300 och rekommenderas inte för högre koncentrationer och spänningssvetsade till dess klasser. den tryckbärande kapaciteten har en klart definierad övre gräns.
Stumsvetsad fläns:
Den är lämplig för hela området från lågt tryck till ultrahögt tryck. Från PN10 till PN420 och från klass 150 till klass 2500 eller ännu högre, kan stumsvetsade flänsar användas. Deras halsstruktur och stumsvetsar fördelar effektivt och motstår påfrestningar, vilket gör dem till en standardkonfiguration för högtrycks- och högtemperatursystem.
Sammanfattning: Platta flänsar är en ekonomisk lösning för applikationer med medel- till lågtryck, medan stumsvetsade flänsar är det enda tillförlitliga valet för högtrycks- och ultrahögtrycksförhållanden.
3.Svetsform
Detta representerar den mest grundläggande skillnaden mellan de två när det gäller struktur och tillverkning, vilket direkt bestämmer anslutningens styrka och tillförlitlighet.
Platt fläns:
Svetsform: Kälsvets
Anslutningsmetod: Röret förs in i flänshålet och svetsning utförs mellan rörets yttervägg och flänsytan (extern kälsvets). En extra inre tätande kälsvets (inre kälsvets) kan också användas.
Nackdelar:
- Spänningskoncentration: Den geometriska formen på kälsvetsen leder till hög spänningskoncentration vid roten, vilket gör den benägen att bli ursprunget till utmattningssprickor.
- Svårighet vid inspektion: Invändiga svetsar är utmanande att inspektera effektivt med metoder som röntgen (RT) eller ultraljudstestning (UT). Svetskvaliteten bygger främst på svetsprocedurer och visuell inspektion.
- Styrka felöverensstämmelse: Svetsens halstjocklek är vanligtvis mindre än rörets väggtjocklek.
Stumsvetsad fläns:
Svetsform: Stumsvets
Anslutningsmetod: Flänsänden är bearbetad med ett spår som matchar röret. Röret och flänsspåret är exakt inriktade och svetsas sedan. Svetsen fungerar i huvudsak som en förlängning av rörets väggtjocklek.
Fördelar:
- Utmärkt spänningsfördelning: Svetsen ger en mjuk övergång, vilket resulterar i en extremt låg spänningskoncentrationsfaktor och hög utmattningshållfasthet.
- Enkel oförstörande testning: Stumsvetsar kan genomgå 100 % röntgentestning (RT) för att säkerställa intern defektfri kvalitet, som uppfyller säkerhetskraven av hög standard.
- Lika hållfasthet: Svetsens styrka kan teoretiskt uppnå paritet med rörets basmetall.
Sammanfattning: Kälsvets kontra stumsvets representerar skillnaden mellan "anslutning" och "fusion". Den senare har en överväldigande fördel i strukturell integritet och inspekteringsbarhet.
4.Ansökan
Baserat på ovanstående skillnader är tillämpningen av de två naturligt differentierad.
Platt fläns:
- Lågtryckssystem: Anläggningar med cirkulerande vattensystem, lågtryckstryckluftsystem, lågtrycks kylvattenledningar.
- Icke-farliga medier: Hushållsvatten, luftkonditioneringsvatten, lågtryckssmörjoljeledningar.
- Utrymmesbegränsade installationer: På grund av sin kortare struktur kan de användas i kompakta utrymmen.
- Kostnadskänsliga icke-kritiska system: Valda i kostnadsbesparingssyfte i scenarier med extremt låga säkerhetsrisker och stabila tryck- och temperaturförhållanden.
Stumsvetsad fläns:
- Högtemperatur- och högtrycksångledningar (t.ex. huvudångledningar i kraftverk).
- Brandfarliga och explosiva medier (t.ex. petroleum, naturgas, väte, kolväteledningar).
- Giftiga och farliga medier (t.ex. klor, ammoniak, giftiga kemikalier).
- Rörledningar som hanterar extremt eller mycket farliga ämnen.
- Högrisk och krävande driftsförhållanden.
- Rörledningar som utsätts för betydande driftsfluktuationer: De som upplever termisk cykling, tryckpulseringar, mekaniska vibrationer eller benägna att hamna i vatten.
- Alla processrörledningar av hög designklass: Standardkonfigurationer i kärninstallationer som kemiska anläggningar, petrokemiska anläggningar, kärnkraftverk och långdistansledningar för olje- och gasöverföring.
5. Sammanfattning och snabbreferenstabell för modellval
| Jämförelsedimension | Platt fläns | Stumsvetsad fläns |
| Kärnstruktur | Platt tallrik, med bärande yta | Med avsmalnande hals |
| Svetsform | Kälsvets (intern/extern käl) | Stumsvets (spårsvets) |
| Svetsinspektion | Svårt, utmanande för RT/UT | Lätt, lämplig för 100 % RT/UT-inspektion |
| Nominellt tryck | Medel-lågt tryck (vanligtvis ≤ PN40/klass 30) | Fullt tryckområde (lågt till ultrahögt tryck) |
| Stressegenskaper | Betydande stresskoncentration, dålig utmattningsmotstånd | Smidig stressövergång, bra utmattningsmotstånd |
| Huvudmaterial | Kolstål, rostfritt stål, etc. (Allmänt ändamål) | Kolstål, rostfritt stål, legerat stål, etc. (Måste matcha rörledningar) |
| Typiska applikationer | Lågtrycksvatten, luft, ofarliga system | Hög temperatur, högt tryck, farliga, vibrerande, kritiska processlinjer |
| Initial kostnad | Lägre | Högre |
| Total livscykelkostnad | Högre maintenance risk in severe service | Hög tillförlitlighet i kritiska system, gynnsammare totalkostnad |
6. Slutlig valrekommendation av VATTEN-ventil
Inom teknisk design eller självstyrd tillverkning och installation, särskilt när man följer standarder som ASME eller GB, är valet vanligtvis inte godtyckligt. Koderna och standarderna specificerar direkt scenarier där stumsvetsade flänsar måste användas baserat på faktorer som vätskekategori, designtryck och rörledningens temperatur. Enkelt uttryckt: vid tveksamhet, under krävande förhållanden eller i säkerhetskritiska applikationer bör stumsvetsade flänsar prioriteras. Platta flänsar övervägs endast för tydligt definierade lågrisk-, lågtrycks- och stabila driftsförhållanden, främst i kostnadsbesparingssyfte.
