Die Klassennummer auf einem Flansch ist eine der am häufigsten missverstandenen Informationen im Rohrleitungsbau. Klasse 150 bedeutet nicht 150 psi: Für einen Edelstahlflansch 316/316L bedeutet es 275 psi bei Umgebungstemperatur und weniger, wenn die Temperatur steigt. Designer, die etwas anderes annehmen, werden am Ende entweder unter-bewertet oder zahlen für weitaus mehr Flansche, als die Linie benötigt. In diesem Leitfaden wird erklärt, was das Klassensystem eigentlich ist, was es an der Zeichnung ändert und wie man ohne Rätselraten 150, 300 oder 600 auswählt.
So funktionieren Flanschdruckklassen
Eine Klasse bezeichnet eine Druck-Temperaturkurve inASME B16.5, kein Arbeitsdruck. Die Zahl ist ein historisches Überbleibsel - sie entsprach einst ungefähr dem Sattdampfdruck. Heutzutage wird der zulässige Druck durch drei Faktoren bestimmt: die Klasse, die Materialgruppe und die Temperatur. Für rostfreie Flansche ist die relevante Gruppe 2,2 (geschmiedetes A182 F316/F316L, gegossenes CF8M). Seine Umgebungsbewertungen:
Klasse 150, 300 oder 600 im Überblick
| Klasse | F316 / F316L bei 100 Grad F (38 Grad) | Ca. PN-Äquivalent |
| Klasse 150 | 275 psi (19,0 bar) | PN20 |
| Klasse 300 | 720 psi (49,6 bar) | PN50 |
| Klasse 400 | 960 psi (66,2 bar) | PN64 |
| Klasse 600 | 1.440 psi (99,3 bar) | PN100 |
| Klasse 900 | 2.160 psi (149 bar) | PN150 |
| Klasse 1500 | 3.600 psi (248 bar) | PN250 |
| Klasse 2500 | 6.000 psi (414 bar) | PN420 |
Diese Werte gelten für Materialgruppe 2.2. Kohlenstoffstahl (A105, Gruppe 1.1) hat eine eigene Tabelle - bei Umgebungstemperatur, Klasse 150 beträgt 285 psi und Klasse 300 beträgt 740 psi. Mischen Sie beim Lesen einer Bewertung niemals Materialgruppen.
Die Temperatur ist halb so hoch wie die Bewertung
Bei jeder Klasse wird die Leistung reduziert, wenn die Temperatur steigt. Zwei Spalten aus der B16.5-Tabelle für Gruppe 2.2 machen es deutlich:
| Temperatur | Klasse 150 - F316 (psi) | Klasse 300 - F316 (psi) |
| 100 Grad F (38 Grad) | 275 | 720 |
| 200 Grad F (93 Grad) | 235 | 620 |
| 300 Grad F (149 Grad) | 215 | 560 |
| 400 Grad F (204 Grad) | 195 | 515 |
| 500 Grad F (260 Grad) | 170 | 480 |
| 600 Grad F (316 Grad) | 140 | 450 |
| 800 Grad F (427 Grad) | 80 | 420 |
| 1.000 Grad F (538 Grad) | 20 | 365 |
Ein Flansch der Klasse 150, der für 275 psi in einer kalten Leitung geeignet ist, ist für nur 80 psi bei 800 Grad F geeignet. Eine Leitung, die allein auf Umgebungsdruck ausgelegt ist, ist die klassische Unter--Spezifikation.
Edelstahl vs. Kohlenstoffstahl in derselben Klasse
Bei Umgebungstemperatur sind A105 und F316 nahezu gleich. Der Unterschied zeigt sich bei der Temperatur: Kohlenstoffstahl verliert schneller an Festigkeit und oberhalb von 750 Grad Fahrenheit kreuzen sich die beiden Kurven.
| Temperatur | Klasse 300 - A105 (psi) | Klasse 300 - F316 (psi) |
| 100 Grad F | 740 | 720 |
| 300 Grad F | 655 | 560 |
| 600 Grad F | 570 | 450 |
| 800 Grad F | 410 | 420 |
| 1.000 Grad F | 85 | 365 |
Unterhalb von 800 Grad F sind die Materialien vergleichbar und Kohlenstoffstahl ist normalerweise die günstigere Wahl. Über 800 Grad F kollabiert Kohlenstoffstahl -, bei 1.000 Grad F steht er einem Druck von 85 psi gegenüber 365 psi des Edelstahlflansches gegenüber. Bei Hochtemperaturanwendungen ist ein rostfreier Flansch keine Premium-Flansche mehr, sondern wird zur strukturellen Anforderung.
Ein Auswahlrahmen in vier-Schritten
- Holen Sie sich die Designnummern. Maximaler Betriebsdruck und maximale Betriebstemperatur am gleichen Punkt der Leitung.
- Lesen Sie die Bewertung bei Temperatur ab, nicht bei Umgebungstemperatur. Verwenden Sie die Tabelle der Gruppe 2.2 (oder Gruppe 1.1) für Ihr Material bei der tatsächlichen Auslegungstemperatur.
- Wenden Sie die Faustregel an. Unterhalb von 200 psi bei einer Temperatur deckt Klasse 150 dies ab. Zwischen 200 und 500 psi ist Klasse 300 der sicherere Schritt. Über 500 psi wird der Preis der Klasse 600 und höher - zweitrangig gegenüber der Sicherheit.
- Überprüfen Sie das System. Druckspitzen, zyklische Belastung, Wasserstoffbetrieb oder eine zukünftige Neubewertung sprechen jeweils für eine Klassenerhöhung. Denken Sie an die physischen Kosten: Bei NPS 4 wiegt ein Vorschweißflansch der Klasse 150 etwa 7,7 kg und ein Flansch der Klasse 300 etwa 12,7 kg. - Die höhere Klasse bedeutet auch größere Schrauben, schwerere Stützen und mehr Fracht.
Drei Fehler, die Geld kosten
- Lesen Sie „150“ als 150 psi. Bei Edelstahl beträgt er 275 psi bei Umgebungstemperatur und der Fehler verstärkt sich mit steigender Temperatur.
- Dimensionierung anhand der Umgebungsbewertung. Eine „300 psi bei 150 Grad F“-Linie klingt in der Klasse 150 - sicher, ist es aber nicht; Klasse 150 hat bei dieser Temperatur einen Nenndruck von 215 psi.
- Mischklassen an einem Joint. Für den gleichen NPS haben verschiedene Klassen unterschiedliche Außendurchmesser, Lochkreise und Schraubengrößen. Bei NPS 4 wächst der Lochkreis von 190,5 mm (Klasse 150) über 200,2 mm (Klasse 300) auf 215,9 mm (Klasse 600) - Die Löcher stimmen nicht über die Klassen hinweg überein. Innerhalb derselben Klasse haben alle Flanschtypen die gleichen Schrauben und passen korrekt zusammen.
Was in der Bestellung anzugeben ist
- Material: ASTM A182 F316/F316L - niemals nur „Edelstahl“
- Klasse und Verkleidung: z. B. Klasse 300 RF (erhabene Fläche; RTJ für Klasse 600 und höher im anspruchsvollen Einsatz)
- Typ: Schweißhals, Aufsteck-, Muffenschweiß-, Gewinde-, Blind- oder Überlappungsverbindung
- Standard: ASME B16.5 (NPS 1/2"-24"; ASME B16.47 darüber)
- Schrauben, Muttern und Dichtungen gemäß B16.5 / B16.20
- Dokumentation: MTC- und PMI-Bericht; NACE MR0175, wo saurer Service gilt
Die Klasse bestimmt das Schraubenmuster, die Dichtung, die Bolzenlänge und den Preis und ist daher die günstigste technische Entscheidung bei der Flanschbestellung. Wenn die Bewertungstabelle immer noch Zweifel lässt, senden Sie den Auslegungsdruck, die Temperatur und den NPS anmarket@htpipe.comfür eine Klassenempfehlung.
