Flanş İmalat Süreci

Flanş imalat süreci, esas olarak dövme ve döküm olmak üzere ikiye ayrılır. Her iki yöntemin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır.

Döküm ve dövme flanşlar, boşluklarının doğru şekil ve boyutlarda olması, düşük maliyetli üretilebilmesi ve genellikle yalnızca basit bir işleme ihtiyaç duyması gibi avantajlar sunar. Bununla birlikte, dövme flanşlar hava delikleri, çatlaklar ve diğer imalat kusurlarına sahip olabilir ve iç organizasyonları döküm flanşlar kadar düzgün olmayabilir.

Dövme flanşların başlıca avantajları şunlardır:

Çeşitli şekillerde dövülebilme esnekliği
Düşük üretim maliyeti
Daha yüksek kesme ve çekme kuvvetlerine dayanıklılık

Dövme flanşlar, döküm flanşlara kıyasla daha düşük karbon içeriğine sahiptir ve paslanmaları daha zor olur. Ayrıca, dövme flanşlar düzgün bir iç yapıya ve daha iyi mekanik performansa sahiptir. Döküm flanşlarda hava boşlukları ve çatlaklar gibi kusurlar bulunmaz.

Ancak uygun olmayan dövme işlemleri, büyük ve düzensiz tahılların oluşmasına ve katılaşma çatlamalarına yol açabilir. Bu durum, döküm flanşlardan daha yüksek maliyetle sonuçlanabilir.

Döküm ve Dövme Flanşların Üretim Süreci

Döküm flanşları ve dövme flanşlar, farklı üretim süreçlerinden geçer. Örneğin, santrifüj flanşı, bir çeşit döküm flanş olarak örnek verilebilir.

Santrifüj flanşlar, flanş organizasyonunu kum dökümü ile üretilen flanşlardan daha küçük yapar ve flanşların kalitesini artırır. Bu yöntem sayesinde gevşek doku, gözenek, kum deliği gibi kusurlar minimuma indirilir.

Bu flanşlar, hassas bir döküm yöntemi ile üretilir. Üretim süreci genel olarak şu adımları içerir:

Orta plakadan yuvarlak plaka kesimi: İç çap, dış çap ve kalınlık bu aşamada belirlenir.
Cıvata deliği ve su hattı işleme: Flanşın işlevsel parçaları burada işlenir.

Santrifüj flanşların maksimum çapı, kullanılan orta plakanın genişliği ile sınırlıdır.

Kesme işlemi, orta plakadan şeritler kesip, bunları yuvarlak şekle getirerek flanşların üretilmesini ifade eder. Bu yöntem özellikle büyük flanş üretimi için tercih edilir.

Kesme işleminden sonra yapılan adımlar:

Yuvarlak şeklin kaynaklanması ve düzleştirilmesi
Tırtıklı spiral yüzey ve cıvata deliklerinin işlenmesi

Bu süreç sayesinde, flanşların dayanıklılığı ve montaj uyumu artırılır. Büyük çaplı flanşlar için kesme ve kaynak yöntemi, üretim verimliliğini yükseltir ve montaj sırasında hassas uyum sağlar.

Flanş Malzemeleri

Boru flanşları, uygulama ve kullanım koşullarına bağlı olarak çeşitli malzemelerden üretilir. En yaygın olarak kullanılan malzemeler şunlardır:

Dövme karbon çeliği: İşlenmiş yüzeyleri ile en çok tercih edilen malzemedir.
Paslanmaz çelik: Yüksek korozyon direnci ve dayanıklılık sağlar.
Dökme demir: Özellikle düşük basınç ve sıcaklık uygulamalarında kullanılır.
Alüminyum, pirinç, bronz: Hafif ve özel amaçlı flanşlarda tercih edilir.
Plastik: Düşük basınç ve kimyasal dayanıklılık gerektiren sistemlerde kullanılır.

Belirli uygulamalarda, bağlantı parçaları ve borular gibi flanşlar, flanşın kendisinden tamamen farklı kalitede malzeme katmanları ile donatılabilir. Bu, özellikle özel dayanım veya korozyon direnci gereken durumlarda uygulanır.

Bir flanşın malzemesi genellikle boru malzemesiyle uyumlu olarak seçilir. Bu sayede boru ve flanş arasında mekanik ve kimyasal uyumsuzluk oluşmaz.

Bu web sitesinde tartışılan tüm flanşlar, aksi belirtilmedikçe ASME ve ASTM standartları kapsamındadır.

ASME B16.5: Flanş boyutları ve boyutsal toleransları belirler.

ASTM: Farklı malzemelerin mekanik ve kimyasal özelliklerini tanımlar.

Flanş malzemesinin doğru seçimi, boru hattının ömrünü ve güvenliğini doğrudan etkiler. Yanlış malzeme seçimi, basınç kaybı, korozyon ve mekanik arızalara yol açabilir.

Flanşların Boyutları

Her flanş, ASME B16.5 standardının belirlediği bir dizi boyuta sahiptir. Bu standart, dünya genelinde boru sistemlerinde flanşların uyumluluğunu sağlar. Örneğin:

Japonya’da bir ressam
Kanada’da bir iş hazırlayıcısı
Avustralya’da bir pipefitter

bir Kaynak Boyun flanşı için “NPS 6, Sınıf 150, Program 40 ASME B16.5” ifadelerini kullanıyorsa, söz konusu flanş bu standarda göre üretilmiş demektir.

Flanş siparişi verilirken, tedarikçiler genellikle malzeme kalitesini bilmek ister. Örneğin:

ASTM A105: Dövme karbon çelik flanş
ASTM A182: Dövme paslanmaz çelik flanş

Flanş boyutları, bağlantı yapılacak borunun çapı, basınç derecesi ve kullanım şartlarına uygun olarak seçilir. Yanlış boyut seçimi, sızıntı, basınç kaybı ve mekanik arızalara yol açabilir.

Boyut ve Toleranslar

ASME B16.5 standardı, her flanş tipi için:

İç çap ve dış çap
Kalınlık
Cıvata deliği ve sayısı
Basınç sınıfına göre ağırlık

gibi tüm detayları belirler. Bu sayede farklı üreticilerden gelen flanşlar, boru sistemine sorunsuz şekilde monte edilebilir.

Boyut seçimi, sadece flanşın kendisi için değil, boru hattının bütünlüğü ve güvenliği için de kritik öneme sahiptir.

Standart Flanş Çeşitleri

Bir boru tesisatı uygulamasında kullanılacak flanş tipi, esas olarak flanşlı bağlantının taşıması gereken mukavemete bağlıdır. Flanşlar, bakım ve sökme işlemlerini kolaylaştırmak için kaynaklı bağlantılara alternatif olarak kullanılır. Flanşlı bağlantılar, hızlı ve rahat bir şekilde sökülebilir, bu da bakım ve onarım sürelerini kısaltır.

Kaynak Boyunlu Flanş (WN)

Kaynak boyun flanşı (“WN”), boruya kaynak yapılabilen uzun konik bir göbek içerir.

Özellikleri ve Kullanım Alanları:

Yüksek basınçlı ve yüksek/düşük sıcaklık uygulamaları için uygundur.
Boru sistemi tarafından taşınan sıvının sınırsız akışını sağlar; basınç düşüşlerini engeller.
Konik göbek, boru ile flanş arasındaki mekanik gerilimi eşit dağıtır.
Kaynak kusurlarının tespiti için radyografik incelemeye uygundur.

Flanş boyutu (NPS ve boru programı) bağlantı borusuna uygun olmalıdır. Kaynak boyun flanşı, tek bir tam penetrasyonlu V şekilli alın kaynağı ile boruya bağlanır.

Uzun Kaynak Boyunlu Flanş (LWN)

Uzun kaynak boyunlu flanşlar (“LWN”), kaynak boyun flanşına benzer; ancak boyun kısmı uzatılmıştır ve sıkıcı bir uzantı gibi davranır.

Genellikle gemilerde, kolonlarda veya fıçılarda kullanılır.
Ağır namlu (HB) ve eşit namlu (E) tiplerinde de mevcuttur.

Geçmeli Flanş (Slip-On)

Geçmeli flanşlar, boruya veya bağlantı parçalarına, biri flanşın içinde ve biri dışında iki dolgu kaynağı ile bağlanır.

Özellikleri:

Delik boyutu, borunun dış çapından daha büyüktür.
Boru, flanşın içine kaydırılır ve kaynağı uygulanır.
İnce ve kompakt yapısı sayesinde “Göbekli Flanşlar” olarak da adlandırılır.

Dişli Flanş

Dişli flanşlar, boruya (erkek-dişi, genellikle NPT standardına göre) kaynak yapılmadan monte edilir.

Kullanım Alanları:

4 inçe kadar boyutlarda ve çoklu basınç derecelerinde mevcuttur.
Düşük basınçlı ve küçük boyutlu borular için uygundur.
Benzin istasyonları ve patlayıcı alanlar gibi kaynak yapılamayan bölgelerde tercih edilir.

Soket Kaynak Flanşı

Soket kaynak flanşları, flanşın dış tarafında tek bir rakor kaynağı ile boruya bağlanır.

Özellikleri:

Çok aşındırıcı akışkanları aktarmayan küçük boyutlu ve yüksek basınçlı borular için uygundur.
Statik mukavemeti geçmeli flanşlara benzerdir.
Yorulma mukavemeti, çift fileto kaynağı yerine tek kaynak nedeniyle daha yüksektir.

Lap Ortak Flanş

Lap eklem flanşı, düz bir yüzeye sahiptir ve saplama ucu ile birlikte kullanılır.

Avantajları:

Boru üzerinde kaydırılabilir ve saplama ucunun arkasına oturur.
Cıvatalama işlemlerini kolaylaştırır.
Malzeme maliyetini azaltır; boru hattında farklı malzeme derecelerinin kullanımını optimize eder.

Kör Flanş

Kör flanşlar, merkez deliğe sahip değildir ve boru hattını veya basınçlı kabı mühürlemek için kullanılır.

Özellikleri:

Yüksek mekanik gerilime dayanmalıdır.
Kolay sökülebilir ve bakım erişimini sağlar.
Basınçlı kaplarda rögar görevi görebilir.

Özel Flanş Çeşitleri

Özel flanşlar, standart flanşların dışında, özel uygulama ve boru hattı gereksinimlerine göre tasarlanır. Bunlar arasında Nipoflange, Weldoflange, Döner Flanş, Genişletici Flanş ve Redüksiyon Flanşı bulunur.

Nipoflange

90° branşman boru hatları için kullanılır.
Kaynak boyun flanşı ve dövme Nipolet kombinasyonu ile üretilir.
Tek parça dövme çelikten yapılır; ayrı parçalardan kaynaklanan Nipoflange ile karıştırılmamalıdır.
Kurulum için, Nipolet kısmı çalışma borusuna kaynaklanır ve flanşlı parça dallı borunun flanşı üzerine cıvatalanır.
Malzemeler: ASTM A105 (yüksek sıcaklık karbon çeliği), ASTM A350 (düşük sıcaklık karbon çeliği), ASTM A182 (dubleks ve süper dubleks paslanmaz çelik), nikel alaşımları (Inconel, Incoloy), Hastelloy vb.
Takviyeli varyantları ek mekanik mukavemet sağlar.

Weldoflange

Kavramsal olarak Nipoflange’a benzer.
Kaynak boyun flanşı ve dal bağlantı bağlantısı (Weldolet) kombinasyonudur.
Tek parça katı dövme çelikten üretilir; ayrı parçaların kaynaklanmasıyla oluşturulmaz.

Döner Flanş

Büyük çaplı boru hatları, denizaltı ve açık deniz boru hatları, petrokimya ve su yönetimi uygulamalarında kullanılır.
İki eşleşen flanş arasındaki cıvata deliklerinin hizalanmasını kolaylaştırır.
Karbon çeliği (ASTM A105), alaşımlı çelik (ASTM A182 F1, F5, F9, F91) ve paslanmaz çelik (ASTM A182 F304, F304L, F316, F316L) malzemelerle üretilebilir.
Boyutlar: 3/8” ila 60”, basınç sınıfı: 150 ila 2500.

Genişletici Flanş

Boru hattının deliğini belirli bir noktadan diğerine artırmak veya boruları farklı giriş boyutlarına sahip cihazlara bağlamak için kullanılır.
Maksimum 2 ila 4 inç boyut artırımı yapılabilir.
Alın kaynağı redüktörü ve standart flanş kombinasyonuna kıyasla daha ucuz ve hafif bir çözümdür.
Malzemeler: A105, A350, ASTM A182.
Basınç değerleri ve boyutları ANSI/ASME B16.5 spesifikasyonuna uygundur ve RF veya FF yüzey tipinde mevcuttur.

Redüksiyon Flanşı

Genişletici flanşların ters işlevini görür; boru hattının deliğini küçültmek için kullanılır.
Geçiş borusunun deliği sadece 1 veya 2 boyutta güvenli şekilde azaltılabilir.
Çoğu boyutta ve malzeme sınıfında mevcut olup genellikle stoktan temin edilemez.
Özellikler, boyutlar ve malzeme cinsi, genişletici flanşlarla aynı standartları takip eder.