Was ist ein Gewindeflansch?
Ein Gewindeflansch hat eine Innengewindebohrung, die auf ein Rohr mit Außengewinde geschraubt wird. Die Gewinde stellen eine mechanische Verbindung her, die ohne Schweißen oder Spezialausrüstung montiert werden kann. Gewindeflansche verwenden Standard-NPT-Gewinde (National Pipe Taper) gemäß ASME B1.20.1 für nordamerikanische Anwendungen oder BSP-Gewinde (British Standard Pipe) gemäß ISO 7 für europäische Märkte. Die Gewindeeingriffslänge ist so ausgelegt, dass sie die volle Gewindefestigkeit bietet, ohne die Kapazität des Materials zu überschreiten.
Design- und Gewindestandards
Der Flanschkörper eines Gewindeflansches ähnelt in seinen Außenabmessungen einem Aufsteckflansch, verfügt jedoch über eine Gewindebohrung anstelle einer glatten Bohrung. Die Gewinde sind konisch, um eine mechanische Presspassung zu gewährleisten, die beim Zusammenbau der Verbindung eine Abdichtung erzeugt. NPT-Gewinde haben ein Kegelverhältnis von 1:16, was bedeutet, dass sich der Durchmesser um 1/16 Zoll pro Zoll Gewindelänge ändert. Die Gewindeeingriffslänge muss eine ausreichende Überlappung bieten, um die Nenndruckkapazität zu erreichen. Einige Konstruktionen beinhalten eine Nabe, die über die Gewindelänge hinausragt, um eine zusätzliche Verstärkung am Gewindegrund zu gewährleisten.
| NPS | Gewinde pro Zoll (NPT) | Gewindelänge (Zoll) | Hand-Enges Engagement (in) | Wrench-Enges Engagement (in) |
|---|---|---|---|---|
| 1/2 | 14 | 0.53 | 0.32 | 0.53 |
| 3/4 | 14 | 0.55 | 0.34 | 0.55 |
| 1 | 11.5 | 0.68 | 0.40 | 0.68 |
| 1-1/4 | 11.5 | 0.71 | 0.42 | 0.71 |
| 1-1/2 | 11.5 | 0.72 | 0.42 | 0.72 |
| 2 | 11.5 | 0.76 | 0.44 | 0.76 |
Druckwerte
Gewindeflansche haben niedrigere Druckwerte als gleichwertige Schweißflansche, da die Gewindeverbindung von Natur aus schwächer ist als eine Schweißverbindung. Sie sind in der Regel auf die Klassen 150 und 300 beschränkt, einige Ausführungen sind jedoch auch in der Klasse 600 erhältlich. Die tatsächliche Druckstufe hängt von der Gewindeeingriffslänge, der Rohrwandstärke und der Festigkeit des Gewindeabschnitts unter Innendruck ab. Gewindeflansche werden für den Einsatz bei hohen Temperaturen nicht empfohlen, da Temperaturwechsel dazu führen können, dass sich die Gewindeverbindung mit der Zeit lockert, was zu Undichtigkeiten führt.
Materialien
Gewindeflansche erfordern Materialien mit guter Bearbeitbarkeit, um saubere, präzise Gewinde herzustellen. Kohlenstoffstahl ASTM A105 ist die Standardwahl für den allgemeinen Einsatz. Die rostfreien Stähle ASTM A182 F304 und F316 werden für korrosive Umgebungen verwendet, in denen das Gewindeprofil während der Montage einem Festfressen widerstehen muss. Für Anwendungen mit geringerem Druck stehen duktile Gusssorten zur Verfügung. Das Material muss mit dem verwendeten Gewindedichtmittel kompatibel sein, da einige Dichtmittel bei bestimmten Materialien Spannungsrisskorrosion verursachen können.
Anwendungen
Gewindeflansche sind in explosionsgefährdeten Bereichen, in denen Schweißen nicht zulässig ist, unerlässlich, z. B. in Gasanlagen, Raffinerien mit aktiven Prozessbereichen und Anlagen, in denen brennbare Materialien verarbeitet werden. Sie werden für Hochdruckwasser- und Chemikalieninjektionsleitungen verwendet, bei denen der Schweißzugang eingeschränkt ist. Temporäre oder Notfallreparaturen an Rohrleitungen profitieren von der schnellen Installation von Gewindeflanschen. Feuerwassersysteme und Versorgungsleitungen verwenden häufig Gewindeflansche, um die Installation zu erleichtern. Eine weitere häufige Anwendung sind Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser, die zu Wartungszwecken häufig entfernt werden müssen.
Gewinde- und Schweißverbindungen
Der Hauptvorteil von Gewindeflanschen besteht darin, dass sie keine Heißarbeiten erfordern, sodass keine Schweißgenehmigungen, Feuerwachen und Schweißnahtprüfungen erforderlich sind. Sie können in jeder Umgebung installiert werden, in der ein Rohreinfädler erreichbar ist. Schweißverbindungen bieten jedoch höhere Druckwerte und eine bessere Lecksicherheit. Gewindeverbindungen lassen sich anfangs schneller installieren, müssen im Laufe der Zeit jedoch möglicherweise nachgezogen werden. Schweißverbindungen können mit zerstörungsfreien Methoden geprüft werden, um ihre Integrität zu überprüfen, während Gewindeverbindungen auf der Qualität des Gewindeeingriffs und des Dichtmittelauftrags beruhen.
Best Practices für die Installation
Tragen Sie vor dem Zusammenbau Gewindedichtmittel oder PTFE-Band auf die Rohrgewinde auf, um die Gewinde zu schmieren und den spiralförmigen Leckpfad zu füllen. Ziehen Sie den Flansch von Hand-am Rohr fest und verwenden Sie dann einen Bandschlüssel für die endgültige Positionierung. Vermeiden Sie ein zu starkes Anziehen, da dies das Gewinde beschädigen und zu Rissen im Flansch führen kann. Das Drehmoment muss einen ordnungsgemäßen Gewindeeingriff ermöglichen, ohne die Gewinde zu beschädigen. Führen Sie nach der Installation einen Drucktest durch, um die Dichtigkeit an der Schraubverbindung zu überprüfen. Wenn die Verbindung undicht ist, zerlegen, reinigen und erneut Dichtmittel auftragen, anstatt zu versuchen, die Undichtigkeit mit zusätzlichem Drehmoment zu schließen.
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