Platgelaste flenzen en stompgelaste flenzen zijn twee veel voorkomende flenzen in ons dagelijks werk. Vandaag zullen we een vergelijkende analyse uitvoeren van platte flenzen en stompgelaste flenzen vanuit vier aspecten: materiaal, nominale druk, lasvorm en toepassingsscenario's.
Belangrijkste verschillen
Platte flenzen hebben een eenvoudige structuur en zijn verbonden door middel van hoeklassen, terwijl stompgelaste flenzen een complexere structuur hebben en verbonden zijn via stomplassen. Dit fundamentele verschil bepaalt hun variaties in sterkte, betrouwbaarheid, geschiktheid voor specifieke werkomstandigheden en kosten.
1. Materiaal
Platte flens:
Het assortiment optionele materialen is uitgebreid en grotendeels vergelijkbaar met dat van stomplasflenzen. Veel voorkomende materialen zijn onder meer koolstofstaal (A105), roestvrij staal (304, 316) en gelegeerd staal. Omdat ze vaak worden gebruikt in middelhoge tot lage druk en niet veeleisende werkomstandigheden, zijn de eisen voor de extreme prestaties van de materialen zelf relatief laag.
Stompgelaste flens:
Het assortiment optionele materialen is eveneens uitgebreid.
Het belangrijkste punt ligt in de compatibiliteit: in omgevingen met hoge druk, hoge temperaturen of corrosieve omstandigheden moet het flensmateriaal precies overeenkomen met het pijpleidingmateriaal (inclusief de chemische samenstelling, mechanische eigenschappen en warmtebehandelingsomstandigheden) om de integriteit van de verbinding en consistente prestaties onder gebruiksomstandigheden te garanderen. In hogetemperatuur- en hogedrukpijpleidingen worden bijvoorbeeld vaak gelegeerde staalmaterialen zoals P91 en F22 gebruikt.
Samenvatting: De twee zijn vergelijkbaar wat betreft materiaalkeuze, maar stompgelaste flenzen leggen meer nadruk op nauwkeurige compatibiliteit met pijpleidingmaterialen en hogere prestatie-eisen.
2. Nominale druk
Dit is een van de meest voor de hand liggende indicatoren van de toepassing van de twee.
Platte flens:
Het is in de eerste plaats geschikt voor middelhoge tot lage drukbereiken en bestrijkt doorgaans de PN-serie (GB-normen): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, evenals de Klasse-serie (ASME-normen): Klasse 150, Klasse 300. Het wordt minder vaak gebruikt in classificaties boven Klasse 300 en wordt niet aanbevolen voor hogere drukklassen. Vanwege de hoeklasstructuur en spanningsconcentratie heeft het drukdragende vermogen een duidelijk gedefinieerde bovengrens.
Stompgelaste flens:
Het is geschikt voor het volledige bereik van lage druk tot ultrahoge druk. Van PN10 tot PN420, en van klasse 150 tot klasse 2500 of zelfs hoger, stompgelaste flenzen kunnen worden gebruikt. Hun nekstructuur en stompe lassen verdelen en weerstaan spanning effectief, waardoor ze een standaardconfiguratie zijn voor hogedruk- en hogetemperatuursystemen.
Samenvatting: Platte flenzen zijn een economische oplossing voor toepassingen met middelhoge tot lage druk, terwijl stompgelaste flenzen de enige betrouwbare keuze zijn voor hogedruk- en ultrahogedrukomstandigheden.
3. Lasvorm
Dit vertegenwoordigt het meest fundamentele verschil tussen de twee in termen van structuur en productie, en bepaalt rechtstreeks de verbindingssterkte en betrouwbaarheid.
Platte flens:
Lasvorm: Hoeklas
Verbindingsmethode: De buis wordt in de flensboring gestoken en er wordt gelast tussen de buitenwand van de buis en het flensvlak (externe hoeklas). Er kan ook een extra interne afdichtingshoeklas (binnenhoeklas) worden toegepast.
Nadelen:
- Spanningsconcentratie: De geometrische vorm van de hoeklas leidt tot een hoge spanningsconcentratie bij de wortel, waardoor deze de oorzaak kan worden van vermoeiingsscheuren.
- Moeilijkheden bij inspectie: Interne lassen zijn een uitdaging om effectief te inspecteren met behulp van methoden zoals radiografie (RT) of ultrasoon testen (UT). De laskwaliteit is voornamelijk afhankelijk van lasprocedures en visuele inspectie.
- Sterkte komt niet overeen: De keeldikte van de las is doorgaans kleiner dan de wanddikte van de buis.
Stompgelaste flens:
Lasvorm: stomplas
Verbindingsmethode: Het flensuiteinde wordt bewerkt met een groef die past bij de buis. De buis- en flensgroef worden nauwkeurig uitgelijnd en vervolgens gelast. De las fungeert in wezen als een verlenging van de buiswanddikte.
Voordelen:
- Uitstekende spanningsverdeling: De las zorgt voor een soepele overgang, wat resulteert in een extreem lage spanningsconcentratiefactor en een hoge vermoeiingssterkte.
- Gemakkelijk niet-destructief testen: Stomplassen kunnen 100% radiografische testen (RT) ondergaan om de interne defectvrije kwaliteit te garanderen en te voldoen aan hoge veiligheidseisen.
- Gelijke sterkte: De sterkte van de las kan theoretisch gelijk zijn aan het basismetaal van de buis.
Samenvatting: Hoeklas versus stuiklas vertegenwoordigt het onderscheid tussen "verbinding" en "fusie". Dit laatste heeft een overweldigend voordeel op het gebied van structurele integriteit en inspecteerbaarheid.
4. Toepassing
Op basis van de bovenstaande verschillen is de toepassing van de twee uiteraard gedifferentieerd.
Platte flens:
- Lagedruk-utiliteitssystemen: Circulatiewatersystemen van installaties, lagedruk-persluchtsystemen, lagedruk-koelwaterleidingen.
- Niet-gevaarlijke media: huishoudelijk water, airconditioningwater, lagedruk-smeeroliepijpleidingen.
- Installaties met beperkte ruimte: Door hun kortere structuur kunnen ze in compacte ruimtes worden gebruikt.
- Kostengevoelige niet-kritieke systemen: Geselecteerd voor kostenbesparende doeleinden in scenario's met extreem lage veiligheidsrisico's en stabiele druk- en temperatuuromstandigheden.
Stompgelaste flens:
- Stoompijpleidingen voor hoge temperaturen en hoge druk (bijvoorbeeld hoofdstoomleidingen in energiecentrales).
- Ontvlambare en explosieve media (bijvoorbeeld aardolie, aardgas, waterstof, koolwaterstofpijpleidingen).
- Giftige en gevaarlijke media (bijv. chloor, ammoniak, giftige chemicaliën).
- Pijpleidingen die extreem of zeer gevaarlijke stoffen verwerken.
- Risicovolle en veeleisende bedrijfsomstandigheden.
- Pijpleidingen die onderhevig zijn aan aanzienlijke operationele schommelingen: pijpleidingen die last hebben van thermische cycli, drukpulsaties, mechanische trillingen of die gevoelig zijn voor waterslag.
- Alle hoogwaardige procespijpleidingen: standaardconfiguraties in kerninstallaties zoals chemische fabrieken, petrochemische faciliteiten, kerncentrales en olie- en gastransportpijpleidingen over lange afstanden.
5. Samenvatting en snelle referentietabel voor modelselectie
| Vergelijkingsdimensie | Platte flens | Stompgelaste flens |
| Kernstructuur | Vlakke plaatstijl, met dragend vlak | Met taps toelopende hals |
| Lasvorm | Hoeklas (interne/externe hoek) | Stomplas (groeflas) |
| Lasinspectie | Moeilijk, uitdagend voor RT/UT | Eenvoudig, geschikt voor 100% RT/UT-inspectie |
| Nominale druk | Middelhoge druk (typisch ≤ PN40/klasse 30) | Volledig drukbereik (lage tot ultrahoge druk) |
| Stresskenmerken | Aanzienlijke spanningsconcentratie, slechte weerstand tegen vermoeidheid | Soepele spanningsovergang, goede weerstand tegen vermoeidheid |
| Belangrijkste materialen | Koolstofstaal, roestvrij staal, etc. (algemeen gebruik) | Koolstofstaal, roestvrij staal, gelegeerd staal, enz. (moet overeenkomen met de leidingen) |
| Typische toepassingen | Lagedruk water, lucht, ongevaarlijke systemen | Hoge temperatuur, hoge druk, gevaarlijke, trillende, kritische proceslijnen |
| Initiële kosten | Lager | Hoger |
| Totale levenscycluskosten | Hoger maintenance risk in severe service | Hoge betrouwbaarheid in kritische systemen, gunstigere totale kosten |
6. Aanbeveling voor definitieve selectie van de VATTEN-klep
Bij technisch ontwerp of zelfbeheerde fabricage en installatie, vooral als er wordt voldaan aan standaarden zoals ASME of GB, is de selectie doorgaans niet willekeurig. De codes en normen specificeren rechtstreeks scenario's waarin stompgelaste flenzen moeten worden gebruikt op basis van factoren zoals de vloeistofcategorie, ontwerpdruk en temperatuur van de pijpleiding. Simpel gezegd: bij twijfel, onder veeleisende omstandigheden of bij veiligheidskritische toepassingen moeten stompgelaste flenzen prioriteit krijgen. Platte flenzen worden alleen overwogen voor duidelijk gedefinieerde bedrijfsomstandigheden met een laag risico, lage druk en stabiele bedrijfsomstandigheden, voornamelijk voor kostenbesparende doeleinden.
