Come differiscono i giunti delle flange con collo saldato e a scorrimento
Giunto a testa a testa vs giunti a cordone sovrapposto
Il collo saldato termina con un collare rastremato che si collega al tubo mediante un giunto a testa a testa. Il tubo non passa attraverso la flangia. Il suo foro e la preparazione dell’estremità saldata devono essere compatibili con lo spessore della parete del tubo collegato. La flangia a scorrimento si infila sull’esterno del tubo; la configurazione standard con collare prevede un cordone di saldatura esterno e un secondo cordone all’estremità del tubo, all’interno della flangia.
Il collare rastremato della flangia con collo saldato garantisce una transizione graduale tra l’anello rigido della flangia e il tubo. Questo è un valido motivo per considerarla in applicazioni con sollecitazione ciclica, ma non stabilisce un numero ammissibile di avviamenti né un moltiplicatore universale di vita a fatica. L’interposizione della flangia a scorrimento consente un posizionamento assiale durante il montaggio, con due zone di saldatura da eseguire e ispezionare.
Il collegamento alla pompa rimane bullonato
Il termine «con collo saldato» descrive il tipo di fissaggio al tubo, non il giunto bullonato alla pompa. Entrambi i tipi di flangia possono far parte di un collegamento rimovibile bullonato. In entrambi i casi, occorre comunque garantire la corretta faccia di accoppiamento, guarnizione, schema di bullonatura e procedura di montaggio.
Verifica la classe di tubazione e il raccordo di uscita della pompa prima di confrontare i prezzi
La classe di pressione è solo una parte della qualifica
Utilizza la pressione e la temperatura di progetto, il fluido, il gruppo materiale e il codice di tubazione adottato per definire il requisito della flangia. ASME B16.5-2025 copre le classi di pressione, le dimensioni e i requisiti correlati delle flange; il suo ambito pubblico non costituisce un’autorizzazione per una specifica stazione di pompaggio. «Classe 150» è una designazione di classe, non un limite fisso di 150 psi di pressione di esercizio.
Se la specifica di tubazione ammette esclusivamente flange a collo saldato, un preventivo per flange a scorrimento costituisce una richiesta di sostituzione. Qualora entrambe le tipologie siano ammesse, mantenere lo stesso diametro nominale, materiale, classe di pressione e tipo di superficie di tenuta per il confronto. La modifica esclusiva del tipo di attacco non giustifica un aumento del rating pressione-temperatura.
Allineare la superficie di tenuta effettiva dell'attacco
Verificare separatamente il disegno dell'attacco fornito dal produttore della pompa. Un cerchio di fori coincidente non garantisce l'allineamento della superficie di tenuta, della disposizione della guarnizione o dei carichi ammissibili sull'attacco. Registrare lo standard dell'attacco e il tipo di superficie di tenuta prima dell'ordine della flangia abbinata; evitare di considerare una flangia standard con superficie rilevata come connessione universale per pompe.
Dove la scelta cambia dopo che entrambi i tipi di flange sono stati qualificati
Una volta che il progettista delle tubazioni abbia accettato entrambe le opzioni per l'applicazione prevista, confrontare i lavori da officina e la disposizione in opera su basi omogenee. Le differenze riportate di seguito spiegano perché la tipologia preferita può variare da un tratto di tubazione all'altro.
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| Fattore decisionale | Flangia a collo saldato | Flangia a scorrimento | Effetto sull'ordine |
|---|---|---|---|
| Allineamento | L'estremità del tubo preparata realizza un giunto a testa a testa con il collare | La posizione del tubo può essere regolata all'interno della flangia prima della saldatura | Confrontare la sequenza effettiva di lavorazione in officina e la tolleranza finale tra superfici di tenuta |
| Accessibilità alla saldatura | Accesso intorno al giunto a testa a testa e spazio disponibile per l'esame specificato | Accesso ad entrambe le zone di saldatura a cordone d'angolo nella comune configurazione con collare | Non quotare esclusivamente la saldatura più agevole e visibile |
| Selezione del foro passante | Specificare la designazione Schedule del tubo o il diametro interno effettivo all'estremità di saldatura | Il foro passante risulta maggiore del diametro esterno del tubo | Il solo diametro nominale del tubo è insufficiente per ordinare una flangia a collo saldato |
| Carico ciclico | Il raccordo conico evita la transizione brusca tra tubo e anello | La geometria di sovrapposizione e del cordone di saldatura differisce da quella di un giunto a testa | Utilizzare il metodo di progettazione accettato per tensione/fatica, non un presunto coefficiente di moltiplicazione della vita utile |
| Spazio disponibile | La lunghezza del raccordo influisce sulla disposizione dello spool | Una geometria di fissaggio più corta può risultare vantaggiosa in configurazioni compatte | Verificare i disegni tecnici; nessuno dei due tipi elimina la necessità di accesso per il serraggio dei bulloni e l’uso degli attrezzi |
| Costo finale | Includere la lavorazione del bisello, il posizionamento (fit-up), la saldatura a testa e le relative verifiche | Includere entrambi i cordoni di saldatura, l’accessibilità e la protezione della superficie di tenuta | Confrontare spools completati e accettati, anziché i prezzi isolati delle flange |
Pianifica la saldatura e l’ispezione delle flange prima della fabbricazione dei tratti di tubazione (spool)
Allineare il tipo di verifica alla tipologia di giunto
Un piano di ispezione redatto per saldature a testa non può essere semplicemente riutilizzato per i cordoni di saldatura delle flange a saldare a scorrimento. Specificare il metodo di verifica, la sua estensione, i criteri di accettazione e le modalità di accesso per il giunto prescelto. Una flangia a saldare a collo non è automaticamente soggetta a radiografia al 100%, né una flangia a saldare a scorrimento è automaticamente esente da verifica; tale decisione dipende dal codice applicabile e dai requisiti del progetto.
Indicare esplicitamente il diametro interno (bore) della flangia a saldare a collo nell’ordine
Per le flange a saldare a collo, indicare sull’ordine lo spessore della parete del tubo collegato o il diametro interno richiesto. Ad esempio, la tabella dei diametri interni (bore) delle flange Texas Flange per NPS 6 indica un diametro esterno (OD) del tubo pari a 6,625 in, con diametri interni nominali di 6,065 in per la Schedule 40 e di 5,761 in per la Schedule 80. Lo stesso NPS pertanto non identifica univocamente il diametro interno della flangia a saldare a collo. Questi valori di catalogo illustrano la distinzione necessaria nell’ordine, non le tolleranze di lavorazione.
Per le flange a saldare a scorrimento, il disegno di fabbricazione deve definire chiaramente la distanza di ritiro (setback) del tubo e i dettagli della saldatura. Proteggere la superficie di tenuta della guarnizione durante la saldatura e verificare la posizione finale della flangia. Non determinare empiricamente la dimensione di ritiro da una fotografia né utilizzare la superficie di tenuta della guarnizione come riferimento per la saldatura senza il dettaglio approvato.
Evitare che lo sforzo sul tubo si trasmetta all’attacco della pompa
Durante l’installazione, supportare e allineare il tubo in modo che il serraggio dei bulloni della flangia non costringa la pompa ad assumere la posizione corretta. Il manuale della serie 1710 di Xylem, sezioni 4.3 e 4.6, tratta il supporto e l’allineamento della tubazione come requisiti di installazione. Una flangia più pesante non può compensare lo sforzo sul tubo.
Confronto dettagliato: due tratti di tubazione per pompe ad acqua approvati
Si consideri una stazione ipotetica per acqua di servizio con tubazione NPS 6. Il progetto ha già accettato entrambi i tipi di flangia nello stesso materiale, classe e tipo di superficie di tenuta, e i carichi sugli attacchi della pompa sono stati verificati. Il laboratorio di saldatura è in grado di eseguire entrambe le procedure di saldatura. Ora si devono scegliere i due diversi tipi di flangia per due diverse ubicazioni; non si assumono prezzi di mercato né stime della durata operativa.
Spool di mandata: flangia a saldare a collo
Per lo spool di scarico realizzato in officina e accessibile, il proprietario richiede un piano di ispezione dei giunti a testa a testa e una costruzione coerente con giunti a testa a testa lungo tutto lo spool. Selezionare una flangia con collo saldato avente il diametro interno del tubo specificato. La flangia a scorrimento rimane un’opzione approvata per il confine di tenuta alla pressione, ma la sua diversa disposizione di saldatura non offre vantaggi di allineamento in questa posizione e aggiunge un ulteriore dettaglio di ispezione.
By-pass di servizio: flangia a scorrimento, quando il preventivo completato lo consente
Per il by-pass di servizio a basso numero di cicli, il progetto ammette l’uso di flange a scorrimento e la disposizione consente l’accesso ad entrambi i cordoni di saldatura. L’inserimento finale del tubo può essere eseguito nel dispositivo di fabbricazione prima della saldatura. Selezionare la flangia a scorrimento se il preventivo dello spool completato dall’officina conferma un vantaggio economico o di allineamento. Una flangia libera più economica, priva di tale tolleranza di fabbricazione, non è sufficiente a giustificarne la scelta.
Rivalutare la scelta del by-pass qualora il regime operativo diventi significativamente più ciclico, l’accesso alla saldatura interna venga meno o le specifiche dell’impianto cambino. Rivalutare la scelta dello spool di scarico qualora la lunghezza del collare impedisca la disposizione approvata. Risolvere tali modifiche sul disegno dello spool prima della sua emissione; non effettuare sostituzioni in fase di consegna.
Cosa indicare nell’ordine delle flange per stazioni di pompaggio
Le flange libere e gli spool fabbricati richiedono ambiti di fornitura differenti
Ogni linea richiede il tipo di flangia, la dimensione, la norma e la sua edizione, la qualità del materiale, la classe, la tipologia di superficie di tenuta e la quantità. Per le flange con collo saldato, indicare la designazione Schedule del tubo o il suo diametro interno; allegare il dettaglio di saldatura approvato per le flange a scorrimento negli insiemi fabbricati. Separare nettamente la fornitura di flange libere da quella di spool completati, in modo che saldatura e ispezione siano quotati una sola volta.
Per uno spool finito, indicare la revisione del disegno, l’orientamento della superficie di tenuta della flangia, la dimensione da faccia a faccia, i limiti del rivestimento, i verbali di ispezione e la protezione durante l’imballaggio. Utilizzare il disegno approvato dell’attacco della pompa all’estremità di accoppiamento. La guida più generale sulle estremità del tubo e sui raccordi illustra come la scelta della flangia si inserisca nel contesto dell’intera linea. guida sulle estremità del tubo e sui raccordi illustra come la scelta della flangia si inserisca nel contesto dell’intera linea.
Domande frequenti
Una flangia a scorrimento può sostituire una flangia con collo saldato senza modificare la classe di pressione?
Potrebbe mantenere la stessa designazione di classe, ma la sostituzione modifica il tipo di fissaggio al tubo. La specifica dell’impianto, il regime di servizio, il dettaglio di saldatura e il piano di ispezione devono accettare tale modifica prima dell’acquisto.
Una flangia con collo saldato rende la connessione alla pompa priva di manutenzione?
No. Modifica soltanto il tipo di fissaggio saldato al tubo. Il giunto bullonato dipende comunque dalla scelta della guarnizione, dal carico applicato ai bulloni, dalle condizioni della superficie di tenuta e da un corretto allineamento; inoltre, la pompa richiede comunque la manutenzione prevista.
Perché un fornitore di flange con collo saldato richiede la designazione Schedule del tubo?
Il diametro interno della flangia con collo saldato deve corrispondere al diametro interno del tubo nel giunto a testa a testa. Designazioni Schedule diverse possono condividere lo stesso diametro esterno, ma presentano diametri interni differenti. Indicare il diametro interno effettivo qualora il tubo non rispetti le dimensioni standard associate alla designazione Schedule.
Entrambi i cordoni di saldatura della flangia a scorrimento possono essere eseguiti dopo aver fissato la flangia alla pompa?
La posizione della saldatura interna richiede accesso prima della chiusura del collegamento. Pianificare saldatura e ispezione nell’ambito della sequenza di fabbricazione dello spool; non utilizzare la pompa installata come supporto né ipotizzare che il secondo cordone di saldatura sia raggiungibile successivamente.
Quale flangia va utilizzata per una linea di pompaggio soggetta a vibrazioni?
Innanzitutto identificare la causa delle vibrazioni e del carico sul tubo. Una flangia con collo saldato potrebbe essere idonea al progetto accettato per servizi ciclici, ma la semplice sostituzione del tipo di flangia non risolve problemi di disallineamento, di supporti inadeguati o di funzionamento non conforme della pompa.
Quale soluzione è più economica per un piccolo spool di ricambio?
Confronta l'intero lavoro: flange, preparazione del tubo, saldature, esami, riparazione del rivestimento e installazione. L'assemblaggio con flange a scorrimento (slip-on) può essere utile, mentre una flangia a collo saldato (weld-neck) potrebbe corrispondere alla specifica esistente per saldatura testa-testa con minori modifiche. Richiedi preventivi per lo stesso ambito di fornitura accettato.
Base tecnica e ambito di applicazione della fonte
ASME B16.5-2025, Flange per tubazioni e raccordi flangiati, descrizione/ambito ufficiale: base per la distinzione tra classe di flange, dimensioni e applicazione nel codice di tubazioni. Le tabelle complete di classificazione e i requisiti di saldatura del progetto non sono qui riprodotte.
Texas Flange, «Come si posiziona una flangia a scorrimento sul tubo», «Flange a collo saldato» e «Tabella dei diametri interni delle flange a collo saldato», riga NPS 6: geometria di fissaggio e i due valori di diametro interno indicati nel catalogo. Xylem, Manuale di installazione, funzionamento e manutenzione della Serie 1710, documento 90036301_1.0, sezioni 4.3 e 4.6: istruzioni specifiche per il modello relative al supporto e all’allineamento della tubazione. Consultare il manuale della pompa fornito per i dettagli di installazione.
Le scelte relative ai tratti di tubazione (spool) sono confronti editoriali basati sulle approvazioni ipotetiche dichiarate. Esse non assegnano valori di pressione ammissibile, dimensioni delle saldature o cicli di fatica consentiti.
