Orifice-Flansche sind Spezialflansche für die Differenzdruck-Durchflussmessung. Sie verfügen über integrierte Druckentnahmelöcher und Abdrückschrauben für den Einbau und Ausbau der Messblende, was sie zu unverzichtbaren Komponenten für eichpflichtige Mess- und Prozesssteuerungsanwendungen macht.
Was ist ein Düsenflansch?
Ein Blendenflansch ist ein spezielles Flanschpaar, das zur Aufnahme und Positionierung einer Blende dazwischen für Differenzdruck-Durchflussmessungen (DP) ausgelegt ist. Im Gegensatz zu Standardflanschen, die durch ASME B16.5 geregelt werden, unterliegen Düsenflansche der separaten Norm ASME B16.36. Sie verfügen über zwei radiale Druckabgriffslöcher auf gegenüberliegenden Seiten des Flanschkörpers für den Anschluss an einen Differenzdrucktransmitter. Abdrückschrauben, die normalerweise im 90-Grad-Winkel zu den Hahnlöchern positioniert sind, ermöglichen eine einfache Trennung des Flanschpaars zur Inspektion, zum Austausch oder zur Wartung der Blende.
Design gemäß ASME B16.36
ASME B16.36 deckt Düsenflansche von NPS 1 bis 24 ab. Die Norm spezifiziert zwei 1/2 Zoll NPT-Druckanschlusslöcher, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Flansches befinden und radial positioniert sind, um mit der Rohrbohrung an der Flanschfläche zu kommunizieren. Zur Plattentrennung sind Abdrückschrauben im 90-Grad-Winkel zu den Gewindebohrungen vorgesehen. Die Dicke der Flanschbohrung ist im Vergleich zu Standard-B16,5-Flanschen reduziert, um die Blende aufzunehmen. Die Parallelität der Flanschflächen ist für eine genaue Durchflussmessung von entscheidender Bedeutung, und ASME B16.36 legt enge Toleranzen für die Flächenausrichtung fest.
| NPS | Hahnlochgröße (NPT) | Anzahl der Abdrückschrauben | Klassenbereich | Standard |
|---|---|---|---|---|
| 1 - 1-1/2 | 1/2 | 2 | 300 - 2500 | ASME B16.36 |
| 2 - 3 | 1/2 | 2 | 300 - 2500 | ASME B16.36 |
| 4 - 6 | 1/2 | 2 | 300 - 2500 | ASME B16.36 |
| 8 - 12 | 1/2 | 4 | 300 - 2500 | ASME B16.36 |
| 14 - 24 | 1/2 | 4 | 300 - 2500 | ASME B16.36 |
Blendentypen
Für unterschiedliche Durchflussmessanwendungen stehen drei Standardblendendesigns zur Verfügung.Konzentrische Blendenhaben eine Bohrung mit scharfer Kante, die auf der Rohrachse zentriert ist, und sind der gebräuchlichste Typ für die Messung sauberer Flüssigkeiten.Exzentrische BlendenDie Bohrung muss zur Messung schmutziger oder zweiphasiger Flüssigkeiten von der Mitte versetzt sein, sodass Partikel ohne Ansammlung passieren können.Segmentblendehaben eine segmentförmige Öffnung für geringe Durchflussmengen oder Schlämme. Standardmäßig besteht das Material der Blendenplatte aus Edelstahl 316; für korrosive Anwendungen sind auch andere Legierungen erhältlich. Die Plattendicke liegt je nach Differenzdruck zwischen 1/8 und 1/4 Zoll.
Druckwerte
Blendenflansche sind in den Klassen 300 bis 2500 erhältlich. Blendenflansche der Klasse 150 sind kein Standard, da Durchflussmessanwendungen typischerweise eine höhere Druckintegrität erfordern. Die Druckbewertung basiert auf dem Flanschmaterial und den Temperaturgrenzen und folgt den gleichen Druck-{4}}Temperaturkurven wie ASME B16.5 für gleichwertige Materialien. Höhere Klassen erfordern dickere Blenden, um dem Differenzdruck standzuhalten, ohne sich zu verbiegen. Die Unversehrtheit des Hahnlochs wird durch hydrostatische Tests des zusammengebauten Flanschpaars überprüft.
Materialien
Düsenflansche werden aus dem gleichen Materialbereich wie Standard-ASME B16.5-Flansche hergestellt. Kohlenstoffstahl ASTM A105 ist Standard für allgemeine Messstationen. Die rostfreien Stähle ASTM A182 F304 und F316 werden für korrosive Gase oder chemische Anwendungen verwendet. Für die Messung von Kohlenwasserstoffen bei niedrigen Temperaturen steht ASTM A350 LF2-Tieftemperaturmaterial zur Verfügung. Duplex-Qualitäten sind für den Sauergasbetrieb gemäß NACE MR0175 spezifiziert. Das Material der Blende ist unabhängig vom Flanschmaterial und wird auf der Grundlage der Fluideigenschaften und Differenzdruckbedingungen ausgewählt.
Anwendungen
Blendenflansche sind für die eichpflichtige Messung in Öl- und Gaspipelines unerlässlich, da sich die Genauigkeit der Durchflussmessung direkt auf den Umsatz auswirkt. Bei der Prozesssteuerungs-Durchflussmessung in Raffinerien und Chemieanlagen werden Blendenflansche für den Massenausgleich und die Prozessoptimierung eingesetzt. Bei der Messung des Dampfdurchflusses in Kraftwerken werden Blendenflansche zur Effizienzüberwachung eingesetzt. In Erdgasverteilungs- und -übertragungsmessstationen kommen häufig Blendenflansche zum Einsatz. Auch die Überwachung der Chemikalieneinspritzrate in Prozessanlagen nutzt diese Technologie.
Installationsanforderungen
Eine genaue Durchflussmessung erfordert spezielle Installationsbedingungen. Um ein voll entwickeltes Strömungsprofil zu gewährleisten, sind gerade Rohrverläufe vor (10–20 Rohrdurchmesser) und stromabwärts (5 Rohrdurchmesser) des Blendenflansches erforderlich. Die Blende muss mit der scharfen Kante nach oben in der Flanschbohrung zentriert sein. Um Strömungsstörungen an der Flanschverbindung zu vermeiden, müssen Dichtungen mit passendem Bohrungsdurchmesser verwendet werden. Die Druckmessstellen sind über Impulsleitungen direkt mit dem Differenzdrucktransmitter verbunden. Eine regelmäßige Überprüfung des Zustands der Blendenkante ist für die Aufrechterhaltung der Messgenauigkeit über einen längeren Zeitraum hinweg unerlässlich.
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