Flanş sınıfı ve basınç-sıcaklık ilişkisi

Sınıf ne anlama gelir

ASME B16.5'te sınıf, flanşın belirli bir malzeme grubunda ve belirli bir sıcaklıkta taşıyabileceği basıncı tanımlayan bir anma değeridir. Aynı sınıftaki iki flanş, farklı malzemelerden üretildiğinde farklı basınçlara dayanır. Standart bu yüzden malzemeleri gruplara ayırır ve her grup için ayrı bir basınç-sıcaklık tablosu verir.

• Grup 1.1 — karbon çelik: A105, A216 WCB, A350 LF2 Cl.1
• Grup 1.9 / 1.10 — alaşımlı çelik: A182 F11, F22
• Grup 2.2 — östenitik paslanmaz: A182 F304, F316
• Grup 2.3 — düşük karbonlu paslanmaz: A182 F304L, F316L

Düşük karbonlu kaliteler (L serisi) kaynak sonrası korozyon açısından avantajlıdır ama aynı sınıfta daha düşük basınç taşır. F316 yerine F316L seçmek, farkında olmadan taşıma kapasitesini düşürmek anlamına gelebilir.

Sıcaklık arttıkça taşıma kapasitesi düşer

Her malzemenin akma dayanımı sıcaklıkla azalır. Bu yüzden basınç-sıcaklık tabloları aşağı doğru inen bir eğri çizer. Ortam sıcaklığında rahatça yeterli olan bir flanş, 300 °C'de aynı hattı taşıyamayabilir.

Karbon çelik (Grup 1.1) için ortam sıcaklığındaki anma değerleri kabaca şöyledir:

Değerler karbon çelik Grup 1.1 içindir ve yön göstermek amacıyla verilmiştir. Projelendirmede esas alınacak rakamlar ASME B16.5'in ilgili malzeme grubu tablosundan okunmalıdır.

Class 150 ile Class 300 arasındaki seçim

İki sınıf arasındaki fark yalnızca basınç değildir. Class 150'nin taşıma kapasitesi sıcaklıkla çok daha hızlı düşer. Ortam sıcaklığında yeterli görünen bir Class 150 flanş, buhar veya sıcak yağ hattında beklenenden erken sınıra dayanır. Class 300 ise yüksek sıcaklıkta oransal olarak daha fazla kapasite korur.

Seçimi yaparken üç soruyu birlikte sormak gerekir:

• Tasarım sıcaklığı nedir? İşletme sıcaklığı değil, tasarım sıcaklığı esastır.
• Malzeme grubu hangisi? Paslanmaz, aynı sınıfta karbon çelikten daha düşük basınç taşır.
• Hidrostatik test basıncı ne olacak? Test basıncı anma değerinin üzerindedir; sınıf buna da uymalıdır.

Yüzey formu ve conta seçimi sınıftan bağımsız değildir

Sınıf doğru seçilse bile yüzey formu uyumsuzsa bağlantı sızdırır. Class 150 ve 300'de raised face (RF) yaygındır; yüksek sınıflarda ve kritik servislerde ring type joint (RTJ) tercih edilir. Dökme demir ekipmana bağlanan hatlarda full face (FF) kullanılır, çünkü RF yüzey gevrek gövdede eğilme gerilmesi yaratır.

Conta tipi de sınıfla birlikte belirlenir. Spiral sarımlı contalarda iç ring gereksinimi basınç sınıfına ve ölçüye göre değişir; ayrıntı için spiral sarımlı contada ring seçimi yazısına bakabilirsiniz.

Sık yapılan dört hata

• Sınıfı basınç sanmak. Class 150 ≠ 150 psi; ortam sıcaklığında bile 285 psi civarındadır.
• Malzeme grubunu atlamak. A105 için geçerli tablo F316 için geçerli değildir.
• Yüzey formunu göz ardı etmek. RF, RTJ ve FF farklı conta ve farklı cıvatalama gerektirir.
• Karşı flanşı unutmak. Bağlantının her iki tarafı aynı sınıf ve aynı delik dairesinde olmalıdır.

Pratik kontrol listesi

• Tasarım basıncı ve tasarım sıcaklığı belirlendi mi?
• Malzeme kalitesi ve ASME B16.5 malzeme grubu tespit edildi mi?
• İlgili grubun basınç-sıcaklık tablosundan sınıf doğrulandı mı?
• Hidrostatik test basıncı sınıfın kapsamında mı?
• Yüzey formu (RF / RTJ / FF) ve conta tipi seçildi mi?
• Cıvata kalitesi sıcaklığa uygun mu? Bkz. saplama-somunda kaplama kararı

Sık sorulanlar

Class 150 kaç bar basınca dayanır?
Karbon çelikte ortam sıcaklığında yaklaşık 19,6 bar (285 psi). Sıcaklık arttıkça bu değer düşer; paslanmaz kalitelerde aynı sınıfta daha düşüktür. Kesin değer malzeme grubuna göre ASME B16.5 tablosundan okunur.

Class 150 ile Class 300 arasındaki fark nedir?
Class 300 hem daha yüksek basınç taşır hem de sıcaklık arttıkça kapasitesini oransal olarak daha iyi korur. Class 150 sıcaklıkla daha hızlı düşer, bu yüzden sıcak servislerde erken sınıra dayanır.

ASME B16.5 ile EN 1092-1 sınıfları birbirine çevrilebilir mi?
Doğrudan çevrilemez. ASME sınıf (Class), EN ise PN sistemi kullanır ve cıvata delik daireleri farklıdır. İki sistem flanşı birbirine cıvatalanamaz; adaptör flanş veya spool gerekir.

L kaliteler neden daha düşük basınç taşır?
F304L ve F316L gibi düşük karbonlu kalitelerin akma dayanımı standart kalitelerden düşüktür. Kaynak sonrası korozyon direnci avantajlıdır ama basınç kapasitesi bir miktar azalır.