Il numero di classe su una flangia è una delle informazioni più fraintese nelle tubazioni. Classe 150 non significa 150 psi: per una flangia in acciaio inossidabile 316/316L significa 275 psi a temperatura ambiente, e meno all'aumentare della temperatura. I progettisti che presuppongono il contrario finiscono per essere sotto-valutati o pagare per una flangia molto maggiore di quella necessaria alla linea. Questa guida spiega cos'è effettivamente il sistema di classi, cosa cambia sul disegno e come scegliere 150, 300 o 600 senza congetture.
Come funzionano le classi di pressione della flangia
Una Classe designa una curva di pressione-temperatura inASME B16.5, non una pressione di esercizio. Il numero è un residuo storico - una volta si avvicinava alla pressione del vapore saturo. Oggi la pressione ammissibile è stabilita da tre cose lette insieme: la Classe, il gruppo materiale e la temperatura. Per le flange inossidabili il gruppo rilevante è 2.2 (forgiato A182 F316/F316L, fuso CF8M). Le sue valutazioni ambientali:
Classe 150, 300 o 600 in sintesi
| Classe | F316 / F316L @ 100 gradi F (38 gradi) | ca. Equivalente PN |
| Classe 150 | 275 psi (19,0 bar) | PN20 |
| Classe 300 | 720 psi (49,6 bar) | PN50 |
| Classe 400 | 960 psi (66,2 bar) | PN64 |
| Classe 600 | 1.440 psi (99,3 bar) | PN100 |
| Classe 900 | 2.160 psi (149 bar) | PN150 |
| Classe 1500 | 3.600 psi (248 bar) | PN250 |
| Classe 2500 | 6.000 psi (414 bar) | PN420 |
Questi valori si riferiscono al gruppo di materiali 2.2. L'acciaio al carbonio (A105, gruppo 1.1) ha la propria tabella - a temperatura ambiente, la Classe 150 è 285 psi e la Classe 300 è 740 psi. Non mescolare mai i gruppi di materiali durante la lettura di una valutazione.
La temperatura è la metà del valore nominale
Ogni classe declassa man mano che la temperatura aumenta. Due colonne della tabella B16.5 per il gruppo 2.2 chiariscono il punto:
| Temperatura | Classe 150 - F316 (psi) | Classe 300 - F316 (psi) |
| 100 gradi F (38 gradi) | 275 | 720 |
| 200 gradi F (93 gradi) | 235 | 620 |
| 300 gradi F (149 gradi) | 215 | 560 |
| 400 gradi F (204 gradi) | 195 | 515 |
| 500 gradi F (260 gradi) | 170 | 480 |
| 600 gradi F (316 gradi) | 140 | 450 |
| 800 gradi F (427 gradi) | 80 | 420 |
| 1.000 gradi F (538 gradi) | 20 | 365 |
Una flangia di Classe 150 che va bene per 275 psi in una linea fredda va bene solo per 80 psi a 800 gradi F. Una linea dimensionata solo sulla pressione ambiente è la classica sotto-specifica.
Acciaio inossidabile e acciaio al carbonio nella stessa classe
A temperatura ambiente, A105 e F316 sono quasi uguali. La differenza appare alla temperatura: l’acciaio al carbonio perde resistenza più velocemente e le due curve si incrociano sopra i 750 gradi F.
| Temperatura | Classe 300 - A105 (psi) | Classe 300 - F316 (psi) |
| 100 gradi F | 740 | 720 |
| 300 gradi F | 655 | 560 |
| 600 gradi F | 570 | 450 |
| 800 gradi F | 410 | 420 |
| 1.000 gradi F | 85 | 365 |
Al di sotto degli 800 gradi F i materiali sono paragonabili e l’acciaio al carbonio è solitamente la scelta più economica. Sopra gli 800 gradi F l'acciaio al carbonio collassa - a 1.000 gradi F trasporta 85 psi contro i 365 psi della flangia in acciaio inossidabile. Il servizio ad alta-temperatura è il luogo in cui una flangia in acciaio inossidabile smette di essere un lusso e diventa un requisito strutturale.
Un quadro di selezione in quattro-fasi
- Ottieni i numeri di progettazione. Massima pressione di esercizio e massima temperatura di esercizio nello stesso punto della linea.
- Leggere la valutazione a temperatura, non a temperatura ambiente. Utilizza la tabella del gruppo 2.2 (o gruppo 1.1) per il tuo materiale alla temperatura di progetto effettiva.
- Applicare la regola pratica. Al di sotto di 200 psi a temperatura, la Classe 150 la copre. Tra 200 e 500 psi, la Classe 300 è il livello più sicuro. Al di sopra di 500 psi, il prezzo della Classe 600 e superiore a - diventa secondario rispetto alla sicurezza.
- Controllare il sistema. Picchi di pressione, carico ciclico, servizio dell’idrogeno o una futura rivalutazione sono tutti argomenti a favore di una classe superiore. Ricorda il costo fisico: a NPS 4, una flangia weld neck di Classe 150 pesa circa 7,7 kg e una Classe 300 di circa 12,7 kg - la Classe più alta significa anche bulloni più grandi, supporti più pesanti e più merci.
Tre errori che costano denaro
- Leggere "150" come 150 psi. È 275 psi a temperatura ambiente per l'acciaio inossidabile e l'errore aumenta con l'aumentare della temperatura.
- Dimensionamento in base alla valutazione ambientale. Una linea "300 psi a 150 gradi F" sembra sicura sulla Classe 150 - ma non lo è; La classe 150 ha una pressione nominale di 215 psi a quella temperatura.
- Classi di mixaggio in un unico comune. Per lo stesso NPS, classi diverse hanno diametri esterni, cerchi e dimensioni dei bulloni diversi. A NPS 4 il cerchio dei bulloni cresce da 190,5 mm (Classe 150) a 200,2 mm (Classe 300) a 215,9 mm (Classe 600) - i fori non si allineano tra le classi. All'interno della stessa classe, tutti i tipi di flangia condividono la stessa bullonatura e si accoppiano correttamente.
Cosa specificare nell'ordine di acquisto
- Materiale: ASTM A182 F316/F316L - mai solo "acciaio inossidabile"
- Classe e orientamento: ad esempio Classe 300 RF (faccia rialzata; RTJ per Classe 600 e superiore in servizi impegnativi)
- Tipo: collo a saldare, slip-on, saldatura a tasca, filettato, giunto cieco o sovrapposto
- Standard: ASME B16.5 (NPS 1/2"-24"; ASME B16.47 sopra)
- Bulloni, dadi e guarnizioni secondo B16.5 / B16.20
- Documentazione: rapporto MTC e PMI; NACE MR0175 dove si applica il servizio acido
La Classe decide la disposizione dei bulloni, la guarnizione, la lunghezza del perno e il prezzo, quindi è la decisione ingegneristica più economica nell'ordine delle flange. Se la tabella dei dati tecnici lascia ancora qualche dubbio, inviare i valori di pressione, temperatura e NPS di progettomarket@htpipe.comper una raccomandazione di classe.
