Nel settore industriale, la connessione tra tubazioni e apparecchiature rappresenta un aspetto cruciale per garantire la corretta giunzione delle linee di piping. Le flange per tubi svolgono un ruolo fondamentale in questo contesto, offrendo una soluzione versatile e affidabile per l’assemblaggio e la manutenzione dei sistemi di piping.
Grazie alla loro capacità di facilitare l’installazione e la sostituzione dei componenti, le flange per tubi vengono impiegate in diversi settori, tra cui quello petrolchimico, alimentare e della produzione energetica.
Esistono numerose tipologie di flange per tubi, progettate per adattarsi a specifiche condizioni operative e requisiti di pressione e temperatura. Dalle flange cieche, utilizzate per chiudere le estremità delle tubazioni, alle flange filettate, ideali per applicazioni che richiedono un montaggio rapido e sicuro, ogni soluzione è pensata per rispondere a precise esigenze tecniche e operative.
Per una gestione efficiente delle flange e degli altri componenti, ESApro 3D Piping offre strumenti avanzati che consentono di selezionare rapidamente i materiali più adatti, mantenendo un controllo accurato delle specifiche di progetto. Dopo l’inserimento di tubi, curve, flange e valvole, è possibile inoltre arricchire la classe di tubazioni con informazioni aggiuntive, come la tabella delle intersezioni, generata automaticamente, la definizione dello spazio di saldatura e i parametri relativi alla lunghezza minima e massima dei tubi, assicurando un alto livello di precisione e coerenza progettuale.
Cosa sono le flange per tubi e come funzionano
Le flange per tubi industriali rappresentano uno dei metodi di giunzione più diffusi nei sistemi di piping, seconde solo alla saldatura. Questi componenti consentono di unire le tubazioni ad altri elementi come valvole, pompe e serbatoi, garantendo un assemblaggio sicuro e durevole. Una delle principali caratteristiche è la loro modularità, che permette un facile smontaggio e manutenzione degli impianti.
Una flangia per tubi è essenzialmente un anello metallico fissato alle estremità delle tubazioni, progettato per creare una connessione rigida con altri elementi del sistema. Come anticipato, la praticità di utilizzo rispetto alla saldatura risiede nella possibilità di smontare e rimontare facilmente la tubazione senza dover intervenire con operazioni invasive.
Una tipica connessione flangiata si compone di tre elementi principali:
- Flange per tubi, che fungono da elemento di giunzione tra i diversi componenti.
- Guarnizioni, utilizzate per assicurare la tenuta ermetica e prevenire perdite.
- Bulloni, necessari per serrarle saldamente tra di loro.
I parametri fondamentali di una flangia per tubi comprendono:
- Dimensione nominale (DN): indica il diametro interno che deve corrispondere esattamente a quello del tubo.
- Pressione nominale (PN): rappresenta la pressione massima ammissibile in condizioni standard di temperatura (20°C), generalmente espressa in bar.
Queste connessioni metalliche sono disponibili in diversi materiali, tra cui acciaio inossidabile, Monel, Inconel e leghe speciali come il cromo-molibdeno, ciascuno scelto in base alle esigenze specifiche dell’impianto. La scelta accurata del materiale contribuisce a garantire resistenza alla corrosione, durata e sicurezza nel lungo periodo.
Componenti principali delle flange e classificazione
Ogni flangia per tubi è costituita da diversi elementi che ne determinano la funzionalità e la compatibilità con l’impianto. Tra gli elementi principali si trovano:
- Faccia: è l’area di contatto dove viene posizionata la guarnizione per garantire la tenuta del sistema. Le varianti più comuni includono: faccia piana (FF), una superficie completamente piatta che consente il contatto totale con la guarnizione su tutta l’area; faccia rialzata (RF), in cui la zona centrale risulta leggermente sopraelevata rispetto al cerchio di bullonatura; giunto ad anello (RTJ), dispone di un’incisione circolare nella quale si inserisce un anello metallico che si comprime sotto pressione; scanalatura e linguetta, un sistema di accoppiamento che presenta una sporgenza (linguetta) che si incastra nella scanalatura corrispondente; giunti di sdoppiamento, soluzione composta da due parti separate che permettono un rapido assemblaggio e smontaggio; maschio e femmina (M/F), una superficie sporgente (maschio) che si inserisce perfettamente nella corrispondente cavità (femmina), migliorando la tenuta.
- Superficie: rappresenta la qualità della finitura della faccia di tenuta e può essere lavorata per ottenere una superficie liscia o dentellata, a seconda delle esigenze.
- Mozzo: la parte che collega la giunzione alla tubazione, assicurando stabilità e distribuzione delle sollecitazioni lungo la linea.
- Foro centrale: il passaggio attraverso il quale scorre il fluido nel sistema di piping, dimensionato in base al diametro nominale del tubo.
- Collo: tipico dei modelli con collo a saldare, consente una connessione ottimale con il tubo attraverso una saldatura che migliora la distribuzione delle sollecitazioni.
- Diametro esterno (OD): indica la misura complessiva, ovvero la distanza tra i suoi bordi opposti, un parametro essenziale per l’allineamento corretto con gli altri componenti dell’impianto.
Classificazione delle flange per tubi
Le flange per tubi industriali sono classificate in base alla pressione massima che possono sopportare a una determinata temperatura secondo gli standard ANSI / ASME B16.5 e B16.47, che definiscono le specifiche dimensionali e prestazionali per i modelli utilizzati nei sistemi di piping. Le principali categorie includono le classi 150, 300, 400, 600, 900, 1500 e 2500.
Un valore di classe più elevato indica una maggiore resistenza alla pressione interna, rendendo le flange per tubi adatte a condizioni operative più severe. La scelta della classe appropriata dipende da fattori come il tipo di fluido trasportato, la temperatura di esercizio e i requisiti di sicurezza dell’impianto.
Le classi di pressione spaziano dalla Classe 150, che supporta circa 270 PSI a temperatura ambiente, ideale per applicazioni a bassa pressione come gli impianti di trattamento dell’acqua, fino alla Classe 2500, capace di resistere a circa 6170 PSI a temperatura ambiente, progettata per applicazioni ad altissima pressione, come ad esempio nelle perforazioni offshore.
Tipologie di flange per tubi industriali
Le flange per tubazioni industriali sono disponibili in diverse tipologie, ognuna progettata per soddisfare specifiche esigenze operative e garantire un collegamento sicuro e resistente tra i componenti dell’impianto. Ecco le principali tipologie:
- A saldare. Questa tipologia viene saldata direttamente alla tubazione, assicurando una connessione stabile e resistente, particolarmente indicata per impianti ad alta pressione e temperatura elevata.
- Filettate. Grazie alla presenza di una filettatura interna, si avvitano direttamente sul tubo, rendendo l’installazione rapida e semplice, senza la necessità di operazioni di saldatura. Sono spesso impiegate in ambienti dove il calore della saldatura potrebbe rappresentare un rischio.
- Coduli e semiflange. Queste varianti, disponibili sia in versione filettata che a saldare, rappresentano un’alternativa ai modelli tradizionali, fornendo le stesse funzionalità con un diverso metodo di installazione.
- Cieche. Utilizzate per sigillare le estremità di una tubazione, sono dischi ciechi imbullonati che permettono di isolare sezioni dell’impianto per operazioni di manutenzione o test di pressione.
- A tasca. Progettate per tubazioni di piccolo diametro e condizioni di bassa pressione e temperatura, consentono di inserire il tubo e di fissarlo con una saldatura a filetto, semplificando il montaggio rispetto ad altre soluzioni saldate.
- Slip-on. Facili da installare, richiedono il posizionamento attorno al tubo e una doppia saldatura per garantire un fissaggio sicuro. Sono ampiamente utilizzate grazie alla loro versatilità e disponibilità in una varietà di dimensioni.
- A giunto sovrapposto. Questa tipologia è costituita da due pezzi separati e prevede la saldatura di testa di un manicotto al tubo, mentre una flangia per tubi di supporto viene utilizzata per completare il collegamento. La loro struttura consente una facile rimozione per interventi di manutenzione frequenti.
- A collo saldato. Particolarmente apprezzate per la loro robustezza e capacità di resistere a sollecitazioni meccaniche ripetute, sono ideali per impianti ad alta pressione e temperature elevate, offrendo una distribuzione uniforme delle sollecitazioni.
Oltre alle tipologie appena elencate, esistono inoltre modelli progettati per esigenze specifiche, come le nipoflanges, weldoflanges, espandibili e di riduzione, ciascuna con caratteristiche uniche per adattarsi a determinati contesti industriali.
