Leitfaden zur Flanschdruckbewertung: Klasse 150 bis Klasse 2500

Eine Flanschdruckstufe ist der maximal zulässige Arbeitsdruck (MAWP) für eine bestimmte Flanschklasse und ein bestimmtes Material bei einer bestimmten Temperatur. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Materialfestigkeit ab, sodass der maximal zulässige Druck entsprechend sinkt. Jede ASME B16.5-Druckklasse entspricht bestimmten Flanschabmessungen, Lochkreisgrößen, Anzahl der Bolzen und Bolzendurchmessern. Höhere Klassen verfügen über dickere Flansche, größere Lochkreise und mehr Schrauben, um einem höheren Innendruck standzuhalten.

Die Druck--Temperaturbewertung ist materialabhängig-. Kohlenstoffstahl (ASTM A105), Edelstahl (ASTM A182 F304/F316) und legierter Stahl (ASTM A182 F11/F22) haben alle unterschiedliche Bewertungskurven für dieselbe Klasse. Bei der Auswahl einer Druckklasse müssen Sie die spezifische Bewertungstabelle für das von Ihnen gewählte Material bei der maximalen Auslegungstemperatur überprüfen.

Klasse	Maximaler Druck bei Umgebungstemperatur (psi)	Typische Anwendungen	Gemeinsame Verkleidung
150	285	Nieder-Wasser, Luft, Dampf	RF
300	740	Mittlerer-Druckprozess	RF
400	990	Mittlerer -hoher Druck	RF
600	1480	Kohlenwasserstoffverarbeitung	RF/RTJ
900	2220	Raffinerie, Petrochemie	RTJ
1500	3705	Speisewasser, Injektion	RTJ
2500	6170	Hydroverarbeitung	RTJ

Klasse 150 ist die niedrigste Druckklasse gemäß ASME B16.5 mit einem maximal zulässigen Druck von etwa 285 psi bei Umgebungstemperatur. Diese Flansche sind die wirtschaftlichste Option für nicht-kritische Anwendungen, einschließlich Wasser mit niedrigem-Druck, Druckluft, Dampf mit niedrigem{6}}Druck und allgemeine Versorgungsdienste. Flansche der Klasse 150 sind in allen Materialqualitäten und Verkleidungsarten weit verbreitet. Allerdings sinkt der Nenndruck deutlich über 500 Grad F, sodass sie nicht für den Einsatz bei hohen Temperaturen geeignet sind.

Flansche der Klasse 300 bieten einen maximalen Druck von etwa 740 psi bei Umgebungstemperatur. Sie kommen häufig in Prozessanwendungen mit mittlerem Druck in Raffinerien, Chemieanlagen und Energieerzeugungsanlagen vor. Die Klasse 300 bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung und dient als Brücke zwischen Niederdruck- und Hochdrucksystemen. Sie sind sowohl mit erhabener Stirnseite als auch mit Ringgelenk-Beschichtung erhältlich, obwohl erhabene Stirnflächen für die meisten Anwendungen auf dieser Ebene Standard sind.

Flansche der Klasse 600 halten einem Druck von bis zu 1480 psi bei Umgebungstemperatur stand und sind die Standardwahl für Kohlenwasserstoffanwendungen mit mittlerem{2}}bis-hohem-Druck. Sie werden häufig in Öl- und Gassammel-, Transport- und Verarbeitungsanlagen eingesetzt. Der dickere Flanschkörper und der größere Lochkreis erfordern ein höheres Schraubendrehmoment als niedrigere Klassen. Die Klasse 600 ist häufig der Übergangspunkt, an dem ringförmige Verbindungsbeläge üblich werden, obwohl für viele Anwendungen immer noch erhöhte Flächen verwendet werden.

Flansche der Klasse 900 sind für einen Druck von ca. 2220 psi bei Umgebungstemperatur ausgelegt und werden in Hochdruckraffinerien und petrochemischen Anwendungen eingesetzt. Für die Kompatibilität von Rohren mit schweren -Wandungen sind in dieser Klasse in der Regel Vorschweißflansche erforderlich. Ringförmige Verbindungsflächen sind für die Klasse 900 Standard, um eine leckagedichte -dichte Metall--Metall-Abdichtung zu gewährleisten. Um die erforderliche Schraubenvorspannung zu erreichen, sind hochfeste Schraubenmaterialien wie ASTM A193 B7 erforderlich.

Flansche der Klasse 1500 bieten einen maximalen Druck von etwa 3705 psi bei Umgebungstemperatur. Sie sind für den Betrieb mit sehr hohem Druck ausgelegt, einschließlich Kesselspeisewasser-, Chemikalieneinspritz- und Hochdruckgassystemen. Große Schraubendurchmesser und hohe Drehmomentanforderungen erfordern für eine ordnungsgemäße Montage hydraulische Drehmomentwerkzeuge. In dieser Klasse werden üblicherweise Materialien aus legiertem Stahl und rostfreiem Stahl verwendet, um die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen aufrechtzuerhalten.

Klasse 2500 stellt die höchste Standarddruckklasse in ASME B16.5 dar, mit einem maximal zulässigen Druck von etwa 6170 psi bei Umgebungstemperatur. Diese Flansche haben den dicksten Querschnitt aller Klassen und werden in Extremdruckanwendungen wie Hochdruck-Hydroprozessreaktorkreisläufen eingesetzt. Sie erfordern spezielle Schweißverfahren, eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen und eine umfassende zerstörungsfreie Prüfung. Bei Flanschen der Klasse 2500 handelt es sich fast ausschließlich um Vorschweißflansche mit Ringverbindungsflächen.

Die europäische Norm EN 1092-1 verwendet PN-Bewertungen (Pressure Nominale) anstelle von ASME-Klassen. Zu den gängigen PN-Bewertungen gehören PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100, PN160, PN250 und PN400. Der PN-Wert gibt annähernd den maximalen Druck in bar bei Umgebungstemperatur an. ASME-Klasse 150 entspricht in etwa PN20, Klasse 300 bis PN50 und Klasse 600 bis PN100. Maßunterschiede zwischen den Standards verhindern jedoch eine direkte Austauschbarkeit und die Druck-Temperatur-Kurven unterscheiden sich bei erhöhten Temperaturen.

ASME-Klasse	Ca. EN PN-Äquivalent	Maximaler Druck (bar)
150	PN20	20
300	PN50	50
600	PN100	100
900	PN150	150
1500	PN250	250
2500	PN400	400

Bestimmen Sie den Auslegungsdruck und die Auslegungstemperatur anhand Ihrer Prozessbedingungen, einschließlich etwaiger Druckstöße, hydrostatischer Tests oder vorübergehender Bedingungen, die über den normalen Betrieb hinausgehen könnten. Wählen Sie eine Materialgruppe aus und überprüfen Sie deren Druck--Temperaturgrenzen anhand der Konstruktionsbedingungen. Berücksichtigen Sie stets zukünftige Kapazitätssteigerungen oder Leistungsminderungsanforderungen. Die wichtigste Erkenntnis besteht darin, immer die Druck-{4}}Temperaturbewertung für das von Ihnen gewählte Material bei der maximalen Auslegungstemperatur zu überprüfen und sich niemals allein auf die Klassennummer zu verlassen.

Kontaktieren Sie unser Engineering-Team, um bei Ihrem nächsten Projekt eine fachmännische Beratung zur Flanschdruckbewertung zu erhalten.

Holen Sie sich ein Angebot