Flensdrukklasse Uitgelegd

Flensdrukklasse

Voordat u verder leest, is het belangrijk om te weten dat de termen ‘flensdrukklasse’, ‘flensklasse beoordeling’ en ‘flensklasse’ hetzelfde betekenen en door elkaar gebruikt kunnen worden. De term ‘flensdrukbeoordeling’ betekent echter iets anders dan de eerder genoemde termen (de reden hiervoor wordt in deze sectie uitgelegd). De klasse beoordeling van een flens wordt vaak gevolgd door een ‘#’, ‘Lb’ of ‘lbs’. Bijvoorbeeld, een Klasse 150# flens.

Veel ingenieurs denken dat de drukklasse van een flens de maximaal toelaatbare werkdruk (MAWP) in pond per vierkante inch (psi) aangeeft die een flens kan verdragen zonder te falen, maar dit is niet correct. Zoals vermeld in de vorige paragraaf, is de drukbeoordeling van een flens niet hetzelfde als zijn klasse beoordeling. De drukbeoordeling van een flens is zijn MAWP; de twee termen verwijzen naar hetzelfde en kunnen door elkaar worden gebruikt.

De klasse beoordeling van een flens is een dimensieloos getal, het geeft geen maateenheid aan (psi, bar etc). Hoewel het klassensysteem misschien niet intuïtief lijkt, is de logica erachter vrij eenvoudig. De MAWP van een flens hangt af van de maximale temperatuur waarop deze zal werken en het materiaal waarvan het is vervaardigd; het is daarom niet mogelijk om de MAWP te kennen zonder de andere twee factoren te kennen (maximale temperatuur en materiaal). Om dit punt verder toe te lichten:

Het ontwerp MAWP van een flens neemt af naarmate de maximale ontwerp temperatuur toeneemt.

Het ontwerp MAWP van een flens neemt toe naarmate de maximale ontwerp temperatuur afneemt.

Een hogere klasse geeft aan dat een flens een hogere drukbeoordeling heeft voor een gegeven temperatuur en een gegeven materiaal. Naarmate de maximale ontwerp temperatuur toeneemt, moet de klasse toenemen om de drukbeoordeling van de flens binnen de ontwerpgrenzen te houden; dit zal worden uitgelegd aan de hand van voorbeelden in de volgende sectie.

De drukbeoordeling van een flens is de MAWP van de flens bij een gegeven temperatuur, voor een gegeven materiaal. Een flensdrukklasse wordt toegewezen op basis van de maximale drukbeoordeling van de flens, de maximale temperatuurbeoordeling en het materiaal van vervaardiging. De maximale druk- en maximale temperatuurbeoordelingen worden gezamenlijk aangeduid als de ‘druk-temperatuurbeoordelingen’.

Drukklassen zijn niet materiaal specifiek. Het is mogelijk om een klasse 150 koolstofstalen flens en een klasse 150 roestvrijstalen flens te hebben. De druk-temperatuurbeoordelingen die aan een bepaalde klasse zijn gekoppeld, zijn echter specifiek voor een bepaald materiaal. Bijvoorbeeld, een klasse 150 koolstofstalen flens heeft volledig verschillende druk-temperatuurbeoordelingen in vergelijking met een klasse 150 roestvrijstalen flens. Dit betekent dat de drukbeoordeling waarbij elke flens zal falen volledig verschillend is. Om deze reden is het niet aan te raden om flenzen te koppelen die van verschillende materialen zijn vervaardigd.

Geniet u tot nu toe van dit artikel? Zorg er dan voor dat u onze Flens Fundamentals Videocursus bekijkt. De cursus bevat meer dan vijf uur aan videomateriaal, een 52 pagina's tellend kleur geïllustreerd handboek (dit artikel is een uittreksel uit het handboek), een quiz, en u ontvangt een certificaat van voltooiing wanneer u de cursus afrondt. Geniet ervan!

Voorbeelden van Flensdrukklasse

Voorbeeld 1

De onderstaande afbeelding toont een dwarsdoorsnede van verschillende flenzen. Elke flens is vervaardigd uit hetzelfde materiaal en allemaal zijn ze ontworpen om te werken bij dezelfde drukbeoordeling. Het enige verschil tussen de flenzen is dat de flens helemaal links een veel lagere temperatuurbeoordeling heeft dan de flens helemaal rechts. Voor een flens met een gegeven drukbeoordeling en een gegeven materiaal om bij hogere temperaturen te werken, moeten de afmetingen toenemen, dus ook de klasse.

Vergelijking van Flensdrukklasse

In het bovenstaande voorbeeld is de drukbeoordeling vast terwijl de temperatuurbeoordeling een relatie heeft met de afmetingen en klasse van de flens, d.w.z. naarmate de temperatuurbeoordeling toeneemt, nemen de afmetingen en klasse van de flens toe.

Voorbeeld 2

Het flensmateriaal is hetzelfde voor alle flenzen.

De maximale temperatuurbeoordeling van de flens is hetzelfde voor alle flenzen.

Omdat de maximale temperatuurbeoordeling constant is en het materiaal constant is, heeft de maximale drukbeoordeling van de flens een relatie met de flensklasse en flensafmetingen. Dit is nuttig omdat de materiaaldikte van een flens indicatief is voor de drukbeoordeling van een flens, d.w.z. een dikkere flens heeft een hogere drukbeoordeling voor de gegeven temperatuurbeoordeling en het materiaal van vervaardiging.

De onderstaande afbeelding is dezelfde als die eerder is getoond, maar de constante temperatuurbeoordeling en het vaste materiaal betekenen dat de flens die het verst naar links wordt getoond een lagere drukbeoordeling heeft dan de flens die het verst naar rechts wordt getoond. 

Vergelijking van Flensdrukklasse

Samenvatting

Voorbeeld 1 en 2 laten zien dat zowel temperatuur als druk een relatie hebben met de drukklasse van een flens. Het is onjuist om aan te nemen dat de drukklasse van een flens uitsluitend wordt toegeschreven aan zijn drukbeoordeling, hoewel deze misvatting vaak voorkomt.

Drukklasse Bepalen

De drukklasse van een flens hangt af van drie factoren:

• De maximale druk waarbij de flens zal werken.
• De maximale temperatuur waarbij de flens zal werken.
• Het materiaal waarvan de flens is gemaakt.

Met behulp van tabellen uit gegeven normen, bijvoorbeeld ASME B16.5, is het mogelijk om de drukklasse van een flens te bepalen. De druk- en temperatuurwaarden worden aangeduid als de druk-temperatuurbeoordelingen van de flens, en deze kunnen worden gebruikt om de klasse te bepalen. In de ASME B16.5-norm zijn er zeven flensklassen:

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

Elk van deze drukklassen wordt vaak uitgedrukt als:

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

De volgende sectie legt uit hoe u klassetabellen kunt gebruiken om ervoor te zorgen dat een flens de juiste drukklasse krijgt toegewezen.

Drukklasse Tabellen

Om een drukklasse toe te wijzen, is het noodzakelijk om:

1. Toegang te krijgen tot de relevante norm waaraan de flens moet voldoen, bijvoorbeeld ASME B16.5. 
2. Binnen de norm de juiste materiaalgroepentabel te vinden op basis van het materiaal waarvan de flens is gemaakt. Bijvoorbeeld, de ASME B16.5-norm heeft meer dan 30 individuele materiaalgroepen. 
3. De maximale druk te bepalen waarbij de flens zal werken, d.w.z. de maximale druk van het systeem waaraan de flens zal worden bevestigd.
4. De maximale temperatuur te bepalen waarbij de flens zal werken, d.w.z. de maximale temperatuur van het systeem waaraan de flens zal worden bevestigd.
5. De maximale temperatuurbeoordeling in de linkerkolom te vinden. Selecteer de rij waar de maximale temperatuurbeoordeling gelijk is aan of groter is dan de gegeven waarde.
6. Scroll langs de geselecteerde rij totdat u een drukbeoordeling bereikt die gelijk is aan of groter is dan de gegeven waarde.
7. De kop van de kolom waar de kruising van de druk-temperatuurbeoordelingen elkaar snijdt, is de drukklasse.

Een drukklassetabel uit ASME B16.5 wordt hieronder getoond; de tabel is voor koolstofstalen flenzen. Voor gebruiksgemak is de tabel aangepast om zowel imperiale als metrische eenheden te tonen.