Μπουλόνια φλάντζαςκαιπαξιμάδια φλάντζαςαποτελούν βασικά εξαρτήματα στη σύνδεση συστημάτων αγωγών και δοχείων πίεσης. Τα δομικά τους χαρακτηριστικά αντικατοπτρίζονται στην ενσωματωμένη επιφάνεια φλάντζας στην κεφαλή του μπουλονιού ή στο κάτω μέρος του παξιμαδιού. Αυτός ο ενσωματωμένος σχεδιασμός συνδυάζει τις λειτουργίες των παραδοσιακών μπουλονιών και των επίπεδων ροδέλων. Η διάμετρος της επιφάνειας φλάντζας είναι συνήθως 2,5-3 φορές η διάμετρος του μπουλονιού. Για παράδειγμα, η διάμετρος της επιφάνειας φλάντζας του μπουλονιού M20 κυμαίνεται κυρίως στην περιοχή των 50-60 mm, γεγονός που μειώνει αποτελεσματικά την τάση συμπίεσης της επιφάνειας σύνδεσης αυξάνοντας την επιφάνεια επαφής. Σύμφωνα με το πρότυπο ASME B18.2.6, το εξαγωνικό μέγεθος της αντίθετης πλευράς του μπουλονιού φλάντζας αυξάνεται κατά περίπου 15% σε σύγκριση με τα συνηθισμένα μπουλόνια για να ταιριάζει με τη δομική αντοχή της επιφάνειας φλάντζας.
Όσον αφορά την επιλογή τεχνικών παραμέτρων, ο βαθμός αντοχής των φλάντζων πρέπει γενικά να φτάσει το 8,8 ή το 10,9 και η αντοχή σε εφελκυσμό δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 800MPa και 1040MPa αντίστοιχα. Για συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, χρησιμοποιούνται συχνά κοχλίες από κράμα χάλυβα κατασκευασμένους από ASTM A193 Gr.B7, οι οποίοι μπορούν να διατηρήσουν σταθερή απόδοση σε περιβάλλον 450℃. Τα αντίστοιχα παξιμάδια φλάντζας πρέπει να πληρούν την αρχή της ίσης αντιστοίχισης αντοχής. Οι τυπικές προδιαγραφές περιλαμβάνουν το ASTM A194 Gr.2H και η σκληρότητα ελέγχεται μεταξύ HRC22-32. Όσον αφορά την τεχνολογία επιφανειακής επεξεργασίας, η επίστρωση Dacromet μπορεί να παρέχει περισσότερες από 1000 ώρες προστασίας από ψεκασμό αλατιού, ενώ το πάχος του γαλβανισμένου στρώματος εν θερμώ ελέγχεται συνήθως στα 50-80μm, εξασφαλίζοντας περισσότερα από 10 χρόνια αντοχής στη διάβρωση σε εξωτερικά περιβάλλοντα.
Τα τυπικά σενάρια εφαρμογής αυτού του τύπου συνδετήρων επικεντρώνονται σε εξαρτήματα σύνδεσης που απαιτούν υψηλή στεγανοποίηση και αντοχή σε κραδασμούς. Τα σετ μπουλονιών φλάντζας χρησιμοποιούνται συνήθως σε συνδέσεις φλάντζας αγωγών στην πετροχημική βιομηχανία. Σε αγωγούς άνω των DN300, κάθε πλάκα φλάντζας πρέπει να είναι εξοπλισμένη με 16-24 σετ μπουλονιών και η δύναμη προφόρτισης πρέπει να ελέγχεται εντός 30%-70% του ορίου διαρροής του υλικού του μπουλονιού. Η σύνδεση φλάντζας περιστρεφόμενου εξοπλισμού, όπως στροβίλους και συμπιεστές, δίνει έμφαση στην αντι-χαλάρωση. Αυτή τη στιγμή, όταν χρησιμοποιείται με αντι-χαλάρωση παξιμάδια Spirax, η απώλεια δύναμης προφόρτισης υπό συνθήκες κραδασμών μπορεί να ελεγχθεί εντός 5%. Για φλάντζες εναλλάκτη θερμότητας με θερμική διαστολή, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η θερμική τάση στη θερμοκρασία λειτουργίας και να επιλεγούν υλικά μπουλονιών με αντίστοιχους συντελεστές θερμικής διαστολής. Για παράδειγμα, ο συντελεστής θερμικής διαστολής των μπουλονιών από ανοξείδωτο χάλυβα 304 είναι 17,3×10^-6/℃. Όταν υπάρχει διαφορά με τις φλάντζες από ανθρακούχο χάλυβα, πρέπει να εκτελεστούν υπολογισμοί αντιστάθμισης.
Από την άποψη της ανάλυσης οφέλους χρήσης, το κύριο πλεονέκτημα των φλάντζων είναι η ομοιομορφία της κατανομής της πίεσης επαφής. Η επιφάνεια της φλάντζας μειώνει τον συντελεστή συγκέντρωσης τάσης κατά περίπου 40%, κάτι που είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για τη σύνδεση υλικών χαμηλής αντοχής όπως ο χυτοσίδηρος και το πλαστικό. Ταυτόχρονα, ο ενσωματωμένος σχεδιασμός μειώνει τον αριθμό των εξαρτημάτων και μπορεί να μειώσει τον χρόνο εγκατάστασης κατά 30% σε σύγκριση με τον παραδοσιακό συνδυασμό φλάντζας μπουλονιών στη σύνδεση φλάντζας DN500. Ωστόσο, οι περιορισμοί είναι επίσης προφανείς. Η δομή της επιφάνειας της φλάντζας αυξάνει το βάρος ενός ενιαίου τεμαχίου κατά 20%-25%, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την εγκατάσταση σε συμπαγή εξοπλισμό με περιορισμένο χώρο. Όσον αφορά το κόστος, η τιμή των φλάντζων με τις ίδιες προδιαγραφές είναι 15%-30% υψηλότερη από αυτή των συνηθισμένων μπουλονιών, αλλά στη θέση της θύρας επιθεώρησης όπου απαιτείται συχνή αποσυναρμολόγηση, η αντι-εμπλοκή τους μπορεί να μειώσει το κόστος συντήρησης. Σε πρακτικές εφαρμογές, πρέπει να σημειωθεί ότι το σφάλμα παραλληλισμού μεταξύ της επιφάνειας της φλάντζας και της επιφάνειας σύνδεσης πρέπει να είναι μικρότερο από 0,05 mm, διαφορετικά μπορεί να προκαλέσει μονομερή υπερφόρτωση και πρόωρη αστοχία.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Μαρτίου 2025