फ्लैंज प्रेशर क्लास की व्याख्या

फ्लैंज प्रेशर क्लास

आगे बढ़ने से पहले, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ‘फ्लैंज प्रेशर क्लास’, ‘फ्लैंज क्लास रेटिंग’ और ‘फ्लैंज क्लास’ शब्दों का एक ही अर्थ है और इन्हें एक-दूसरे के स्थान पर उपयोग किया जा सकता है। ‘फ्लैंज प्रेशर रेटिंग’ का अर्थ पहले बताए गए शब्दों के समान नहीं है (इसका कारण इस खंड में समझाया जाएगा)। एक फ्लैंज की क्लास रेटिंग के बाद अक्सर ‘#’, ‘Lb’ या ‘lbs’ आता है। उदाहरण के लिए, एक क्लास 150# फ्लैंज।

कई इंजीनियर मानते हैं कि एक फ्लैंज की प्रेशर क्लास अधिकतम अनुमत वर्किंग प्रेशर (MAWP) को इंगित करती है जो पाउंड प्रति वर्ग इंच (psi) में होती है, जिसे एक फ्लैंज बिना विफल हुए सहन कर सकता है, यह सत्य नहीं है। जैसा कि पिछले पैराग्राफ में बताया गया है, एक फ्लैंज की प्रेशर रेटिंग उसकी क्लास रेटिंग नहीं है। एक फ्लैंज की प्रेशर रेटिंग उसकी MAWP है; दोनों शब्द एक ही चीज़ को संदर्भित करते हैं और एक-दूसरे के स्थान पर उपयोग किए जा सकते हैं।

एक फ्लैंज की क्लास रेटिंग एक आयामहीन संख्या है, यह किसी माप की इकाई को इंगित नहीं करती (psi, बार आदि)। हालांकि क्लास सिस्टम उलझन भरा लग सकता है, लेकिन इसके पीछे की तर्क काफी सरल है। एक फ्लैंज की MAWP उस अधिकतम तापमान पर निर्भर करती है जिस पर यह काम करेगा और सामग्री जिससे यह निर्मित है; इसलिए अन्य दो कारकों (अधिकतम तापमान और सामग्री) को जाने बिना MAWP को जानना संभव नहीं है। इस बिंदु को और स्पष्ट करने के लिए:

एक फ्लैंज की डिज़ाइन MAWP उसके अधिकतम डिज़ाइन तापमान के बढ़ने के साथ घटती है।

एक फ्लैंज की डिज़ाइन MAWP उसके अधिकतम डिज़ाइन तापमान के घटने के साथ बढ़ती है।

एक उच्च क्लास इंगित करती है कि एक फ्लैंज के पास एक दिए गए तापमान और एक दी गई सामग्री के लिए उच्च प्रेशर रेटिंग होती है। जैसे-जैसे अधिकतम डिज़ाइन तापमान बढ़ता है, क्लास को बढ़ाना आवश्यक होता है ताकि फ्लैंज की प्रेशर रेटिंग डिज़ाइन सीमाओं के भीतर रहे; इसे अगले खंड में उदाहरणों का उपयोग करके समझाया जाएगा।

एक फ्लैंज की प्रेशर रेटिंग एक दिए गए तापमान पर, एक दी गई सामग्री के लिए फ्लैंज की MAWP है। एक फ्लैंज की प्रेशर क्लास को फ्लैंज की अधिकतम प्रेशर रेटिंग, अधिकतम तापमान रेटिंग, और निर्माण की सामग्री के आधार पर सौंपा जाता है। अधिकतम प्रेशर और अधिकतम तापमान रेटिंग को सामूहिक रूप से ‘प्रेशर-तापमान रेटिंग’ के रूप में संदर्भित किया जाता है।

प्रेशर क्लास सामग्री विशेष नहीं होती हैं। यह संभव है कि एक क्लास 150 कार्बन स्टील फ्लैंज और एक क्लास 150 स्टेनलेस स्टील फ्लैंज हो। हालांकि, एक निश्चित क्लास के साथ जुड़े प्रेशर-तापमान रेटिंग एक दी गई सामग्री के लिए विशेष होते हैं। उदाहरण के लिए, एक क्लास 150 कार्बन स्टील फ्लैंज की प्रेशर-तापमान रेटिंग पूरी तरह से एक क्लास 150 स्टेनलेस स्टील फ्लैंज की तुलना में अलग होती है। इसका मतलब है कि वह प्रेशर रेटिंग जिस पर प्रत्येक फ्लैंज विफल होगा, पूरी तरह से अलग होती है। इस कारण से, यह सलाह नहीं दी जाती है कि विभिन्न सामग्रियों से निर्मित फ्लैंजों को मिलाया जाए।

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फ्लैंज प्रेशर क्लास के उदाहरण

उदाहरण 1

नीचे दी गई छवि विभिन्न फ्लैंजों का क्रॉस सेक्शन दिखाती है। प्रत्येक फ्लैंज एक ही सामग्री से निर्मित है और सभी को एक ही प्रेशर रेटिंग पर काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। फ्लैंजों के बीच एकमात्र अंतर यह है कि सबसे बाईं ओर का फ्लैंज सबसे दाईं ओर के फ्लैंज की तुलना में बहुत कम तापमान रेटिंग वाला है। एक दिए गए प्रेशर रेटिंग और एक दी गई सामग्री के फ्लैंज को उच्च तापमान पर काम करने के लिए, इसके आयामों को बढ़ाना होगा, इस प्रकार इसकी क्लास भी बढ़ती है।

फ्लैंज प्रेशर क्लास तुलना

उपरोक्त उदाहरण में, प्रेशर रेटिंग स्थिर है जबकि तापमान रेटिंग का फ्लैंज के आयामों और क्लास के साथ संबंध है अर्थात् जैसे-जैसे तापमान रेटिंग बढ़ती है, फ्लैंज के आयाम और क्लास बढ़ते हैं।

उदाहरण 2

सभी फ्लैंजों के लिए फ्लैंज सामग्री समान है।

सभी फ्लैंजों के लिए फ्लैंज का अधिकतम तापमान रेटिंग समान है।

क्योंकि अधिकतम तापमान रेटिंग स्थिर है, और सामग्री स्थिर है, फ्लैंज की अधिकतम प्रेशर रेटिंग का फ्लैंज क्लास और फ्लैंज आयामों के साथ संबंध है। यह उपयोगी है क्योंकि एक फ्लैंज की सामग्री की मोटाई एक फ्लैंज की प्रेशर रेटिंग का संकेत देती है अर्थात् एक मोटा फ्लैंज दिए गए तापमान रेटिंग और निर्माण की सामग्री के लिए उच्च प्रेशर रेटिंग रखता है।

नीचे दी गई छवि वही है जो पहले दिखाई गई थी, लेकिन स्थिर तापमान रेटिंग और स्थिर सामग्री का मतलब है कि सबसे बाईं ओर दिखाया गया फ्लैंज सबसे दाईं ओर दिखाए गए फ्लैंज की तुलना में कम प्रेशर रेटिंग रखता है। 

फ्लैंज प्रेशर क्लास तुलना

सारांश

उदाहरण 1 और 2 दिखाते हैं कि तापमान और प्रेशर दोनों का फ्लैंज की प्रेशर क्लास के साथ संबंध है। यह मान लेना गलत है कि एक फ्लैंज की प्रेशर क्लास केवल उसकी प्रेशर रेटिंग के कारण होती है, हालांकि यह गलत धारणा सामान्य है।

प्रेशर क्लास निर्धारित करना

एक फ्लैंज की प्रेशर क्लास तीन कारकों पर निर्भर करती है:

• वह अधिकतम प्रेशर जिस पर फ्लैंज काम करेगा।
• वह अधिकतम तापमान जिस पर फ्लैंज काम करेगा।
• वह सामग्री जिससे फ्लैंज निर्मित है।

दिए गए मानकों से तालिकाओं का उपयोग करके जैसे कि ASME B16.5, एक फ्लैंज की प्रेशर क्लास निर्धारित करना संभव है। प्रेशर और तापमान मानों को फ्लैंज की प्रेशर-तापमान रेटिंग के रूप में संदर्भित किया जाता है, और इनका उपयोग इसकी क्लास निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। ASME B16.5 मानक में, सात फ्लैंज क्लास हैं:

150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500

इनमें से प्रत्येक प्रेशर क्लास को अक्सर इस प्रकार व्यक्त किया जाएगा:

150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500#, 2500#

अगला खंड यह बताता है कि क्लास तालिकाओं का उपयोग कैसे करें ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि एक फ्लैंज को सही प्रेशर क्लास आवंटित किया गया है।

प्रेशर क्लास तालिकाएँ

एक प्रेशर क्लास आवंटित करने के लिए, यह आवश्यक है:

1. उस प्रासंगिक मानक तक पहुँच प्राप्त करें जिसके साथ फ्लैंज को अनुपालन करना चाहिए जैसे कि ASME B16.5। 
2. मानक के भीतर, फ्लैंज की निर्माण सामग्री के आधार पर सही सामग्री समूह तालिका का पता लगाएँ। उदाहरण के लिए, ASME B16.5 मानक में 30 से अधिक व्यक्तिगत सामग्री समूह हैं। 
3. वह अधिकतम प्रेशर निर्धारित करें जिस पर फ्लैंज काम करेगा अर्थात् उस प्रणाली का अधिकतम प्रेशर जिससे फ्लैंज जुड़ा होगा।
4. वह अधिकतम तापमान निर्धारित करें जिस पर फ्लैंज काम करेगा अर्थात् उस प्रणाली का अधिकतम तापमान जिससे फ्लैंज जुड़ा होगा।
5. बाएँ हाथ के कॉलम में अधिकतम तापमान रेटिंग का पता लगाएँ। उस पंक्ति का चयन करें जहाँ अधिकतम तापमान रेटिंग दी गई मान के बराबर है या उससे अधिक है।
6. चयनित पंक्ति के साथ स्क्रॉल करें जब तक कि एक प्रेशर रेटिंग जो दी गई मान के बराबर है या उससे अधिक है, तक न पहुँच जाए।
7. प्रेशर-तापमान रेटिंग के प्रतिच्छेदन के कॉलम का शीर्षक, प्रेशर क्लास है।

ASME B16.5 से ली गई एक प्रेशर क्लास तालिका नीचे दिखाई गई है; तालिका कार्बन स्टील फ्लैंजों के लिए है। उपयोग में आसानी के लिए, तालिका को इम्पीरियल और मेट्रिक इकाइयाँ दिखाने के लिए संशोधित किया गया है।