Blog circa Confronto tra gli Standard Globali per Flange: ASME, EN e JIS

Nei sistemi di tubazioni industriali, le flange fungono da componenti critici per il collegamento di tubi, valvole e altre apparecchiature. La selezione di standard di flange appropriati influisce direttamente sulla sicurezza e sull'affidabilità del sistema. Con numerosi standard disponibili, tra cui ASME, EN, JIS e altri, ingegneri e professionisti degli approvvigionamenti spesso affrontano sfide nel determinare l'opzione più adatta alle loro specifiche applicazioni.

Gli standard per le flange stabiliscono specifiche per dimensioni, materiali, valori di pressione e altri parametri chiave per garantire l'intercambiabilità tra i prodotti di diversi produttori. Questa standardizzazione mantiene la compatibilità e la manutenzione all'interno dei sistemi di tubazioni. I principali standard internazionali per le flange includono:

• ASME/ANSI (American Society of Mechanical Engineers/American National Standards Institute): Rappresentati da ASME B16.5, questi standard dominano nei settori petrolifero, del gas e chimico, in particolare in Nord America. Utilizzano valori di pressione in classe (Class) come 150LB o 300LB.
• EN (European Standard): EN 1092-1 funge da standard primario per le flange in acciaio in Europa, impiegando valori di pressione nominale (PN) come PN6 o PN16.
• JIS (Japanese Industrial Standard): JIS B2220 prevale nei mercati asiatici, con valori di pressione misurati in unità K (kg/cm²) come 5K o 10K.
• AS (Australian Standard): AS2129 (adattamento metrico dello standard britannico BS10) e la sua versione aggiornata AS4087, che ha adottato i valori PN.
• ISO (International Organization for Standardization): ISO 7005 tenta di armonizzare gli standard globali, sebbene l'unificazione completa rimanga irrealizzata.
• API (American Petroleum Institute): API 6A specifica le flange per le apparecchiature per i pozzi petroliferi con requisiti di pressione eccezionalmente elevati.

Lo standard ASME B16.5 utilizza valori di classe (da 150LB a 2500LB) per classificare le capacità di pressione delle flange. Queste classificazioni rappresentano livelli di pressione piuttosto che valori assoluti, con ogni classe che presenta dimensioni, spessori e configurazioni dei fori dei bulloni distinti.

Questo standard europeo ha avuto successo in vari standard nazionali (come il DIN 2501 della Germania e il BS4504 della Gran Bretagna), implementando valori PN da PN2.5 a PN100. La serie EN1092 accoglie diversi materiali attraverso standard supplementari per flange in ghisa (EN1092-2), lega (EN1092-3) e alluminio (EN1092-4).

Gli standard giapponesi enfatizzano la precisione dimensionale, utilizzando unità di pressione K (5K-30K). Ulteriori standard JIS (B2239-B2241) riguardano tipi specifici di flange, riflettendo la meticolosa cultura ingegneristica del Giappone.

Progettate per condizioni estreme nell'estrazione petrolifera, le flange API 6A resistono a pressioni eccezionalmente elevate (da 2000PSI a 15000PSI), temperature e ambienti corrosivi.

Gli ingegneri incontrano frequentemente situazioni che richiedono conversioni di valori di pressione tra standard. Sebbene esistano equivalenze approssimative, come Class 150 ≈ PN20 o Class 300 ≈ PN50, queste relazioni non sono matematicamente precise. Gli effetti della temperatura e le proprietà dei materiali richiedono la consultazione di tabelle complete di valori di pressione-temperatura per conversioni accurate.

La scelta di flange appropriate richiede un'analisi multidimensionale:

1. Condizioni operative: Valutare le pressioni e le temperature di esercizio rispetto ai valori nominali delle flange, consultando le tabelle pressione-temperatura per le limitazioni specifiche dei materiali.
2. Caratteristiche del mezzo: Considerare il potenziale di corrosione, infiammabilità e tossicità quando si selezionano i materiali (acciaio inossidabile, leghe, ecc.).
3. Metodi di connessione: Selezionare tra configurazioni filettate, saldate o a giunto sovrapposto in base ai requisiti di pressione e alle esigenze di manutenzione.
4. Standard regionali: Allinearsi agli standard prevalenti nella posizione geografica del progetto (ASME per il Nord America, EN per l'Europa).
5. Fattori economici: Bilanciare i costi iniziali con le spese del ciclo di vita, inclusi installazione e manutenzione.
6. Intercambiabilità: Dare priorità alla compatibilità con i componenti del sistema esistente per la manutenzione futura.

I valori di pressione delle flange diminuiscono all'aumentare delle temperature a causa della riduzione della resistenza dei materiali. ASME B16.5 fornisce ampie tabelle pressione-temperatura per vari materiali. Ad esempio:

Queste tabelle dimostrano come le pressioni ammissibili diminuiscano significativamente alle temperature elevate, in particolare per gli acciai al carbonio superiori a 425°C, dove può verificarsi la trasformazione dei carburi.

La corretta selezione delle flange costituisce la pietra angolare di sistemi di tubazioni sicuri e affidabili. Comprendendo a fondo gli standard globali, le relazioni pressione-temperatura e i requisiti specifici dell'applicazione, gli ingegneri possono prendere decisioni informate che garantiscono il successo operativo a lungo termine. Questo approccio completo alla specifica delle flange salvaguarda in definitiva i processi industriali e protegge risorse preziose.