desain flange pada pressure vessel

Flange adalah bagian penghubung yang umum digunakan dalam pressure vessel dan merupakan bagian dasar yang menghubungkan semua bagian dan pipa pressure vessel. Tujuan flange adalah memastikan bagian penghubung tidak bocor, sehingga bejana atau pipa yang berbeda dapat digabungkan menjadi satu kesatuan.

Prinsip kerja flange

Struktur penyegelan flange terdiri dari baut, gasket, dan flange. Struktur tersebut dapat dibongkar dan dipasang berkali-kali. Bejana atau pipa dihubungkan bersama dengan mengencangkan baut, dan gasket yang dipasang pada permukaan penyegelan dikompresi pada saat yang bersamaan. Gasket dikompresi secara elastis dan sebagian plastis berubah bentuk di bawah aksi gaya kompresi, dan celah antara permukaan penyegelan flange diisi penuh oleh gasket untuk mencegah kebocoran media.

Jenis-jenis dan Karakteristik Flange yang Paling Umum

Jenis-jenis flange yang umum. Sumber: https://www.unifiedalloys.com/blog/flanges-101/

Threaded Flanges. Juga dikenal sebagai flange berulir. Model ini memiliki ulir di dalam lubang flange yang pas dengan ulir jantan yang cocok pada pipa atau fitting. Koneksi berulir dapat mengurangi pengelasan dalam sambungan. Cukup cocokkan ulir ke pipa yang ingin Anda sambungkan.

Slip-on Flanges. Silp-on sangat umum dan tersedia dalam berbagai ukuran untuk mengakomodasi sistem dengan laju aliran tinggi. Cukup cocokkan flange dengan diameter luar pipa yang ingin Anda sambungkan. Pemasangannya sedikit lebih teknis karena Anda memerlukan las fillet di kedua sisi untuk mengamankan flange ke pipa.

Lap Joint Flanges. Menampilkan desain dua bagian, Lap joint memerlukan pengelasan dari ujung rintisan ke pipa atau pemasangan dengan menggunakan penyangga untuk membuat sambungan bergelang. Desain ini membuat jenis ini populer untuk digunakan dalam sistem dengan ruang fisik terbatas atau sistem yang memerlukan pembongkaran dan pemeliharaan yang sering.

Weld Neck Flanges. Seperti lap joint, Weld neck memerlukan pengelasan untuk pemasangan. Kinerja dalam sistem dengan beberapa tikungan berulang dan keandalannya dalam sistem bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi menjadikannya pilihan utama pada sistem perpipaan proses.

Blind Flanges. Digunakan untuk mengakhiri atau mengisolasi sistem perpipaan. Blind flange pada dasarnya adalah cakram kosong yang dapat dipasang dengan baut. Ketika dipasang dengan benar dan dikombinasikan dengan gasket yang benar, flange dapat menjadi segel kuat tetapi mudah dilepas saat dibutuhkan.

Pertimbangan desain flange

Desain flange meliputi desain gasket, desain baut dan desain struktur flange, karena banyak faktor yang mempengaruhi, desain optimasi yang benar dan masuk akal adalah pekerjaan yang sangat kompleks. Saat ini, metode desain flange terus diperbarui dan dikembangkan, dan model perhitungan mekanis terus dioptimalkan dan ditingkatkan. Poin-poin desain yang penting untuk diikuti adalah sebagai berikut:

Berdasarkan dengan tekanan desain dan suhu desain bejana atau pipa, dan mempertimbangkan toksisitas dan korosifitas media dan jenis permukaan penyegelan flange, tentukan bahan, bentuk struktural dan ukuran gasket, dan hitung gaya tekan minimum yang diperlukan oleh gasket. Persyaratan dasar desain gasket adalah untuk memastikan penyegelan yang aman dan andal, menghemat biaya dan pembongkaran yang mudah.
Berdasarkan gaya tekan minimum yang diperlukan oleh gasket dan dikombinasikan dengan kondisi kerja desain, pilih bahan baut yang masuk akal, hitung luas baut yang diperlukan dan tentukan spesifikasi dan jumlah baut yang sesuai. Luas baut yang ditentukan sebenarnya harus lebih besar dari luas yang dihitung yang disyaratkan, tetapi tidak boleh terlalu besar, jika tidak maka akan menyebabkan deformasi kekakuan flange yang tidak mencukupi atau kegagalan luluh keseluruhan dari gasket atau bahkan ekstrusi.
Berdasarkan parameter desain dan karakteristik media, tentukan bahan flange, pilih jenis flange yang masuk akal dan jenis permukaan penyegelan, terlebih dahulu menyusun ukuran pada setiap struktur, dan kemudian melakukan perhitungan percobaan berulang untuk terus menyesuaikan ukuran struktur flange hingga setiap struktur ukuran dapat memenuhi kondisi pemeriksaan kekuatan yang sesuai. Harus ditunjukkan bahwa dalam memenuhi jarak minimum antara baut melingkar, ruang operasi radial putaran dan penyegelan. Pada premis ukuran struktur permukaan, diameter lingkaran tengah baut harus sekecil mungkin, untuk mempersingkat gaya lengan dan kurangi torsi flange; juga perlu untuk menyesuaikan ukuran struktural cincin flange dan leher kerucut untuk membuat flange cenderung ke keadaan tegangan penuh, yaitu, semua bagian flange memberikan permainan penuh pada kinerja kekuatan dan memastikan cukup ringan menekankan.