Le flange sono componenti molto importanti all’interno del mondo dell’ingegneria meccanica, ma anche in quello dell’idraulica. Infatti, le flange sono dei bordi o delle sporgenze che vanno ad aumentare la resistenza meccanica di un componente vicino alla zona di collegamento, stabilizzandolo.
Esistono
varie tipologie di flange sul mercato, sulla base della conformazione e della geometria che presentano, ma anche della metodologia di realizzazione: seppur sia vera questa ultima distinzione, la maggior parte delle flange sono forgiate e ottenute tramite l’omonimo processo. Inoltre, un’altra importante discriminante è la tipologia di collegamento realizzato.
Le varie tipologie di flange forgiate
Come introdotto in precedenza, le flange si caratterizzano principalmente sulla base della morfologia:
1. Flange piane: sono la tipologia di flange più comune e più semplici;
2. Flange a gradino: presentano un gradino centrale che aiuta nel centraggio;
3. Flange a sezione ottogonale: hanno un profilo differente (ottogonale) rispetto alle altre (tonde);
4. Altre: rientrano in questa categoria le flange ad incameratura semplice e doppia sia maschio che femmina.
L’altra importante distinzione, come anticipato, è sulla base del tipo di collegamento:
A. A saldare: il collegamento è realizzato mediante il processo di saldatura che può essere effettuato per sovrapposizione, di testa o a tasca, con caratteristiche e vantaggi differenti;
B. Filettate: il collegamento è realizzato mediante bullonature, consentendo quindi lo svitamento e la sostituzione in caso di danneggiamento;
C. Con anello di appoggio e altre tipologie.
E’ importante sottolineare che, nonostante le differenze che possono riscontrarsi tra una tipologia e l’altra, le flange forgiate sono normalizzate da oltre un secolo mediante norme e leggi a livello nazionale, continentale e mondiale sulla base della pressione nominale che il collegamento realizzato mediante esse può sopportare: tale valore non è da intendersi (come sempre nel mondo della progettazione) come un limite invalicabile, ma viene calcolato con opportuni fattori di sicurezza che consentono di considerare qualsiasi tipo di inconveniente riscontrabile in esercizio dovuto alla realizzazione, alla messa in opera e all’usura del tempo.
La scelta del processo di realizzazione delle flange forgiate
La scelta del processo di forgiatura per la realizzazione delle flange deriva da due degli aspetti più importanti per un qualsiasi processo produttivo: la qualità e il costo. Infatti, tale processo, sulla base della geometria non eccessivamente complessa, consente di realizzare un numero elevato di componenti in tempi brevi senza scendere a compromessi con la qualità del prodotto. E’, comunque, evidente che senza uno studio approfondito anche della tipologia di lavorazione, può manifestarsi un numero elevato di scarti. Inoltre, per la realizzazione dei collegamenti sono necessarie anche operazioni di foratura e altre operazioni con asportazione di truciolo.
Il processo di forgiatura dell’acciaio
Come introdotto nei paragrafi precedenti, il processo di forgiatura rappresenta l’ideale per l’ottenimento delle flange in acciaio. L’aspetto principale che caratterizza questa tecnologia consiste nel riscaldare il materiale ad una temperatura idonea per rendere il prodotto duttile e malleabile, riducendo lo sforzo necessario per modificarne la geometria.
Le caratteristiche principali sono
- Esecuzione mediante stampo aperto: contrariamente a quanto avviene con il processo classico di stampaggio che richiede due semistampi che si chiudono dando la forma al prodotto. La progettazione dello stampo, oltre alla scelta dei parametri e al dimensionamento della pressa, rappresenta il core progettuale del processo;
- Presenza di presse idrauliche o meccaniche: sono il componente fondamentale per imprimere la pressione idonea sul materiale ed ottenere la geometria richiesta. Per questo motivo il calcolo del tonnellaggio adeguato e la realizzazione dei piani sono step centrali del processo di forgiatura;
- Affinamento del grano cristallino e direzionamento delle fibre: tali caratteristiche metallurgiche consentono di avere un prodotto con caratteristiche meccaniche migliori conservando comunque una buona duttilità.
Appare evidente, sulla base di quanto espresso, che il team di progetto assume un ruolo cardine nella buona riuscita del prodotto. Inoltre, l’esperienza e la manutenzione consentono di ridurre al minimo gli errori evitando problematiche estetiche e funzionali delle flange forgiate.
