Le flange per il collegamento di tubi e dispositivi negli impianti

Gli impianti moderni possono essere costruiti in capannoni comodi e poi assemblati sul campo utilizzando dei dispositivi in acciaio chiamati flange. Questi dispositivi, anche se la maggior parte degli addetti ai lavori ben li conoscono, permettono di creare giunzioni imbullonate facilmente montabili e soprattutto smontabili. Questo ├Ę un particolare vantaggio utile in caso di manutenzione degli impianti o delle pompe, si perch├ę non solo i tubi possono essere terminati con delle flange, ma anche le estremit├á di valvole e pompe.
Le flange vengono realizzate seguendo le normative specifiche del settore ed in particolare la ASME B16.5 utilizzata prevalentemente nel settore oil&gas e la norma internazionale EN1092 comunemente usata in europa e nel resto del mondo. Questi standard di riferimento definiscono le dimensioni delle flange in base a categorie ben definite, solitamente in base alla pressione di esercizio a temperatura ambiente. Queste dimensioni rigurdano diametri spessori e soprattutto il numero e il diametro dei bulloni utilizzati per l’accoppiamento.
Flangia con collare Intertubi
Flangia con collare forgiata da saldare

Come si realizza la tenuta nelle flange

La tenuta in un accoppiamento flangiato ├Ę un aspetto no secondario da progettare quando si pensa ad un impianto. Infatti quando parliamo di flange piane come quelle disponibili nel catalogo INTERTUBI il modo principale di realizzare questa tenuta ├Ę di interporre tra due flange adiacenti una guarnizione adatta al regime di servizio dell’impianto.
Le condizioni principali per la scelta di una guarnizione sono scuramente la temperatura che in alcune applicazioni pu├▓ arrivare a livelli elevati, la pressione e non da ultimo il fluido presente nell’impianto che potrebbe generare problemi di incompatibilit├á. Le flange creano grazie al serraggio dei bulloni la pressione necessaria a deformare la guarnizione e favorire la tenuta, questi bulloni devono essere equidistanti ed avere una coppia di serraggio bilanciata. Per ottenere questo la coppia di serraggio viene realizzata e controllata mediante chiavi dinamometriche e seguendo un opportuno schema di chiusura incrociato per non creare scompensi. La pressione da esercitare deve essere superiore a quella di esercizio per evitare che la guarnizione venga espulsa ma deve lasciare comunque una certa riserva di elasticit├á per garantire la tenuta.
Per limitare il fenomeno dell’espulsione le flange in realt├á non hanno una faccia perfettamente piana, infatti durante la loro lavorazione vengono scavati dei solchi di piccole dimensioni che assicurano, durante lo schiacciamento, la tenuta della guarnizione in sede. Questa lavorazione ha un nome specifico, rigatura fonometrica, perch├ę appunto ricorda quella dei dischi in vinile. Pu├▓ esserre concentri o senza fine in funzione del campo di applicazione delle flange stesse.

I materiali e le lavorazioni delle flange piane

A catalogo sono disponibili flange piane sia in acciaio inossidabile che in acciaio legato al carbonio, che permettono di coprire un ampio spettro di temperature e pressioni di esercizio. Troviamo infatti flange realizzate in acciai al carbonio per costruzione scelto a secondo dell’utilizzo in un’ampia gamma di possibilit├á. Abbiamo carichi di snervamento che partono da 235 Mpa in crescendo, con composizioni che danno una buonissima resistenza sia alle alte che alle basse temperature.┬á Anche per le normative anglosassoni possiamo trovare con altre designazioni dei materiali con caratteristiche meccaniche corrispondenti.
Nel campo degli acciai inossidabili la scelta cade sulla gamma degli austenitici a base di Nikel Cromo e Molibdeno, una famiglia versatile e ormai consolidata anche in termini di costi di produzione.  
L’utilizzo del aisi 304 ├Ę consolidato nell’industria alimentare, in quella petrolchimica e chimica, ma anche in quella farmaceutica. Il suo utilizzo ├Ę preferibile quando ├Ę richiesta un’ottima resistenza alla corrosione a caldo, in quanto questo materiale mantiene buone caratteristiche meccaniche e chimiche anche durante l’esercizio fino ad 800┬░ C per tempi prolungati.
l’AISI 316 viene impiegato per la sua buona resistenza alla corrosione in ambienti salini, ed in presenza fi alte temperatura. E’ in grado di sopportare in modo efficacie anche l’azione di acidi, sali e altri reagenti chimici di vario tipo il che gli permette di essere utilizzato nei campi pi├╣ disparati compresa la nautica e l’industria alimentare dove la resistenza ai prodotti di pulizia aggressivi ├Ę importante.

La loro produzione pu├▓ partire da due tipi diversi di grezzo:
- Grezzo ottenuto per microfusione
- Grezzo ottenuto per forgiatura a caldo
Nel primo caso il materiale viene colato in uno stampo, mentre nel secondo un pezzo opportunamente scaldato alla temperatura di lavorazione viene stampato sotto una pressa. La forgiatura permette contorni e spigoli meno definiti e sicuramente una peggiore finitura estetica, ma a suo vantaggio ha il fatto che ├Ę un processo che va ad orientare le fibre del materiale oltre che ad omogeneizzarlo grazie alla pressione di stampaggio. Rispetto alla microfusione si va ad eliminare la possibilit├á che le microinclusioni dovute ai gas ed alle impurit├á vadano a creare passaggi da cui il fluido possa trafilare.
L’ultimo passaggio ├Ę la lavorazione sulle macchine utensili che permette di dare la forma finale e la finitura superficiale. Le dimensioni e le relative tolleranze come gi├á detto sono date direttamente dalle norme di riferimento.

In questo modo si possono ricavare le seguenti famiglie di prodotto
- Flange piane
- Flange con collare
- Flange piane con gradino
- Flange cieche

Ognuna di queste famiglie ha delle peculiarità, ricordiamo ad esempio come le flange a collare possano distribuire gli sforzi di flessione dovuti alle dilatazioni termiche ed alle deformazioni tipiche degli impianti.

La flangia piana da saldare
Flangia piana da saldare in acciaio inox e acciaio al carbonio
La flangia piana con gradino
Flangia piana con gradino da saldare in acciaio inox e acciaio al carbonio
Flangia con collare Intertubi
Flangia con collare forgiata da saldare
Flangia cieca forgiata
Flangia cieca per chiusura dei terminali

Certificati che accompagnano le flange

Quando il materiale viene spedito dai nostri magazzini ogni articolo viene corredato dalla certificazione emessa secondo le indicazioni della EN 10204/3.1. In questo certificato si dichiara che il materiale ├Ę conforme all’ordine e si devono indicare i risultati delle prove specifiche. I valori di riferimento vengono definiti come indicato dalla norma: o dalle specifiche di prodotto, o dai regolamenti di riferimento, oppure dall’ordine.
Questo certifica la filiera di produzione delle flange fino a partire dalla colata del materiale di partenza.