Düsenflansch vs. Standardflansch-Druckmessanschlüsse und Anforderungen an die Messstrecke

Ein Blendenmessgerät misst den Durchfluss, indem es die Flüssigkeit durch ein kleines Loch in einer dünnen Platte drückt und den Druckunterschied davor und danach misst. Die Platte muss zwischen zwei Flanschen gehalten werden und der Druck muss genau an den richtigen Stellen abgegriffen werden. AStandard-Rohrflanschkann Rohre verbinden, aber die zweite Aufgabe kann es nicht erfüllen.

Aus diesem Grund gibt es Blendenflansche. In diesem Leitfaden wird erläutert, wie sich ein Blendenflansch von einem Standardflansch unterscheidet, wie Druckentnahmeanschlüsse funktionieren und wie der Zählerverlauf um die Platte aussehen muss, damit der Messwert zuverlässig ist. In jedem Abschnitt wird zuerst die Schlussfolgerung und dann die Begründung dargelegt. Bestätigen Sie immer die Angaben in den aktuellen Ausgaben der geltenden Normen und Ihrer Projektspezifikation.

Wichtige Erkenntnisse

• Ein Blendenflansch (ASME B16.36) ist ein Flansch mit integrierten Druckentnahmelöchern, normalerweise 1/2 Zoll NPT, die 25,4 mm (1 Zoll) von jeder Seite der Blendenplatte entfernt sind, sowie Hebeschrauben zum Trennen der Verbindung. Ein Standardflansch (ASME B16.5) hat beides nicht.
• Düsenflansche werden wie Standardflansche eingestuft, werden jedoch in den Klassen 300 bis 2500 angeboten; In veröffentlichten Zusammenfassungen wird darauf hingewiesen, dass Klasse 150 nicht abgedeckt ist.
• Drei Anzapfungsanordnungen sind Standard: Flanschanzapfungen (25,4 mm von der Platte entfernt), Eckanzapfungen (an den Plattenflächen) und D- und D/2-Anzapfungen (ein Rohrdurchmesser stromaufwärts, ein halber Durchmesser stromabwärts). Nur Flanschhähne benötigen spezielle Flansche.
• Regeln für die Messstrecke sind genauso wichtig wie der Flansch: ISO 5167-2 deckt Beta-Verhältnisse von 0,10 bis 0,75, Rohrdurchmesser von 50 mm und mehr ab und legt gerade Rohrlängen fest, die vom Beta-Verhältnis und der vorgeschalteten Armatur abhängen.
• Die gerade Länge kann lang sein: Der Richtwert für einen einzelnen Bogen liegt im mittleren Beta-Bereich bei etwa 17 bis 20 Rohrdurchmessern und für Steuerventile oder Bögen außerhalb der Ebene deutlich mehr, sofern kein Strömungskonditionierer verwendet wird.
• Richten Sie die Hähne für die Flüssigkeit aus: Gashähne zeigen nach oben oder 45 Grad über der Horizontalen und Flüssigkeitshähne zeigen seitlich oder unter die Horizontale, damit sich kein Gas oder Flüssigkeit in den Impulsleitungen ansammeln kann.

Was ist ein Düsenflansch und wie unterscheidet er sich von einem Standardflansch?

Ein Blendenflansch ist ein nach ASME B16.36 hergestellter Flansch, der Druckentnahmelöcher und Abdrückschrauben umfasst, damit er eine Blende halten und das Differenzdrucksignal liefern kann; Ein Standard-ASME B16.5-Flansch verbindet nur die Rohrleitungen und hat keine Hahnlöcher.

Bei einem Durchflussmessgerät klemmen zwei Blendenflansche die Blende zwischen sich ein. Durch den Ring jedes Flansches ist ein kleines radiales Loch gebohrt, das an der Rohrbohrung endet, so dass ein Druckmessgerät angeschlossen werden kann. Der stromaufwärtige Flansch gibt den Hochdruckwert und der stromabwärtige Flansch den Niederdruckwert an. Die Differenz sagt dem Instrument, wie schnell sich die Flüssigkeit bewegt. Düsenflansche folgen dem gleichen Druck- und Temperaturbewertungssystem wie Standardflansche, sodass die Material- und Klassenauswahl bekannt vorkommt, aber die Gewindelöcher, die passende Bohrung und die Abdrückschrauben machen sie zu einem anderen Produkt.

Wie funktionieren Druckentnahmeanschlüsse?

Eine Druckmessstelle ist ein kleines Loch im Flansch oder in der Rohrwand, durch das ein Instrument den Druck unmittelbar vor und hinter der Messblende messen kann. Die Standard-Gewindebohrpositionen sind Flanschgewindebohrer, Eckgewindebohrer sowie D- und D/2-Gewindebohrer.

Die Messformeln für ein Blendenmessgerät gehen davon aus, dass sich die Anzapfungen in bekannten Abständen von der Platte befinden, sodass die Position nicht optional ist. Wenn sich die Zapfstelle ändert, ändert sich auch die Kalibrierkonstante (der Ausflusskoeffizient). Die üblichen Vereinbarungen sind:

Flanschhähne sind Anordnungen, die Öffnungsflansche erfordern. Wenn Sie sich für Eckgewindebohrer mit Trägerring oder D- und D/2-Gewindebohrer mit angeschweißten Vorsprüngen entscheiden, können Sie Standardflansche verwenden, da sich die Gewindebohrer überhaupt nicht im Flansch befinden. Der Messstandard und die Plattenberechnung müssen mit dem tatsächlich installierten Hahntyp übereinstimmen, da ein Wechsel von Hahntypen ohne Neuberechnung zu Fehlern von einem Prozent oder mehr führen kann.

Hahnlöcher sind klein. Sie verfügen normalerweise über ein 1/2-Zoll-NPT-Gewinde an den Düsenflanschen, es können jedoch auch andere Gewindegrößen bestellt werden. Der Lochdurchmesser an der Rohrbohrung ist durch die Messnorm begrenzt und beträgt je nach Rohrgröße einige Millimeter bis etwa 12 bis 13 mm. Außerdem muss das Loch rechtwinklig zur Bohrung sein und die Innenkante sauber und gratfrei sein, da eine raue Kante des Gewindebohrers das Drucksignal verfälscht.

Wie sollten Flanschgewindebohrer ausgerichtet werden?

Richten Sie die Hähne so aus, dass die Impulsleitungen frei von der falschen Phase bleiben: Platzieren Sie die Hähne bei Gas oben oder im 45-Grad-Winkel über der Horizontalen, damit sich keine Flüssigkeit ansammeln kann. Stellen Sie bei Flüssigkeiten die Wasserhähne horizontal oder bis zu 45 Grad unter die Horizontale, damit sich keine Gasblasen ansammeln können.

Schließen Sie das Differenzdruckmessgerät mit einem Impulsschlauch mit kontinuierlichem Gefälle an und montieren Sie es über den Hähnen für Gas und darunter für Flüssigkeiten, wie es die Anschlussnorm Ihres Projekts vorgibt. Platzieren Sie bei exzentrischen oder segmentierten Platten die Gewindebohrer auf der der Plattenöffnung gegenüberliegenden Seite, wie es die Norm vorschreibt.

Welche Messlaufanforderungen gelten für einen Blendenzähler?

Die Messstrecke muss ein geeignetes Beta-Verhältnis, eine genau bekannte und runde Rohrbohrung, eine glatte Verbindung an der Platte und ein ausreichend langes gerades Rohr stromaufwärts und stromabwärts aufweisen; Diese Anforderungen stammen aus ISO 5167-2, ASME MFC-3M und API MPMS 14.3 (AGA-Bericht Nr. . 3).

Die Messstrecke ist die Rohrstrecke um die Messblende herum: der gerade Auflaufabschnitt, die Blendenflansche und die Blendenplatte sowie der gerade Ablaufabschnitt. Seine Aufgabe besteht darin, der Flüssigkeit beim Erreichen der Platte ein ausgeprägtes, symmetrisches Geschwindigkeitsprofil zu verleihen. Wenn eine Biegung oder ein Ventil die Strömung verwirbelt oder schief hinterlässt, folgt die Druckdifferenz nicht mehr der Standardgleichung und die Durchflussanzeige ist falsch, selbst wenn die Platte und die Flansche perfekt sind.

Wie viel gerades Rohr benötigt ein Blendenmessgerät stromaufwärts?

Die Länge der stromaufwärts gelegenen geraden Rohre reicht von etwa 17 bis 20 Rohrdurchmessern nach einem einzelnen Bogen im mittleren Beta-Bereich, bis zu 40 oder mehr Durchmessern nach Biegungen außerhalb der Ebene und bis zu 75 Durchmessern nach Steuerventilen, es sei denn, ein zertifizierter Strömungskonditionierer verkürzt die Strecke.

Bei den folgenden Zahlen handelt es sich um Bereiche, die aus veröffentlichten Leitlinien für ein Beta-Verhältnis nahe 0,5 zusammengestellt wurden. Sie zeigen das Muster, keine Designbasis: Die tatsächliche Zahl ergibt sich aus den Tabellen in der Standardausgabe, mit der Sie arbeiten, und sie steigt mit dem Beta-Verhältnis. D bezeichnet den Innendurchmesser des Messrohrs.

Strömungskonditionierer wie Rohrbündel und Lochplatten verkürzen die gerade Länge, indem sie Wirbel beseitigen und das Geschwindigkeitsprofil umgestalten. Sie sind keine kostenlose Lösung: Sie erhöhen den Druckverlust, müssen in den von der Norm vorgegebenen Abständen installiert werden und ein ungeeigneter Aufbereiter kann den Ausflusskoeffizienten verschieben, wobei bei hohen Beta-Verhältnissen Fehler gemeldet werden. Geben Sie Konditionierer an, die vom Messstandard für Ihren Betabereich akzeptiert werden.

Warum kann man nicht einfach Hahnlöcher in einen Standardflansch bohren?

Das Bohren von Gewindebohrern in einen Standardflansch ist kein anerkannter Ersatz, da die Gewindeposition, die Lochqualität, die Bohrungsanpassung und die Flanschdicke in einem Düsenflansch kontrolliert werden und ein vor Ort gebohrter Flansch weder ASME B16.36 noch die Messnorm erfüllen würde.

• Position: Flanschgewindebohrer müssen innerhalb der Toleranz 25,4 mm von den Plattenflächen entfernt sitzen, was bei den Abmessungen eines Standardflansches nicht möglich ist.
• Festigkeit: Das Hahnloch entfernt Metall vom Flanschring, sodass die Öffnungsflansche so dimensioniert sind, dass sie es tragen können. Ein vor Ort gebohrter Standardflansch hat keine solche Toleranz.
• Bohrung: Eine standardmäßige Vorschweißflanschbohrung folgt dem Rohrplan, während eine Blendenflanschbohrung so spezifiziert ist, dass sie zum Innendurchmesser des Messrohrs passt, sodass die Verbindung den Durchfluss nicht stört.
• Zertifizierung: Eichpflichtiger Verkehr und geprüfte Messung erfordern dokumentierte, standardkonforme Hardware.

Es gibt zwei legitime Möglichkeiten, Standardflansche zu verwenden: Eckgewindebohrer mit Trägerring oder D- und D/2-Gewindebohrer mit am Rohr angeschweißten Vorsprüngen. Beides vermeidet das Bohren des Flansches selbst.

Wie vergleichen sich Blendenflansche mit Blendenanschlüssen?

Düsenflansche sind die einfachste und kostengünstigste Art, eine Platte zu halten; Junior- und Senior-Düsenanschlüsse kosten mehr, erleichtern aber die Inspektion der Platte, und Senior-Anschlüsse ermöglichen das Entfernen der Platte, ohne die Produktionslinie abzuschalten.

Da die Plattenkante scharf bleiben muss, damit die Gleichungen gelten, ist die Inspektionshäufigkeit ausschlaggebend für diese Wahl: Je öfter Sie die Platte betrachten müssen, desto mehr lohnt sich eine Armatur, die den Ausbau ohne Abschaltung ermöglicht.

Welche Materialien, Klassen und Typen sind verfügbar?

Düsenflansche werden aus den gleichen Materialfamilien wie Standardflansche hergestellt, einschließlich Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Duplex- und Nickellegierungen, in Form mit Schweißhals in den Klassen 300 bis 2500 und in Aufsteck- und Gewindeform in der Klasse 300.

• Materialien: üblicherweise A105-Kohlenstoffstahl, A350 LF2 für niedrige Temperaturen und rostfreie Güten wie A182 F304/F304L und F316/F316L; Duplex- und Nickellegierungen sind für korrosive oder Hochtemperaturanwendungen erhältlich.
• Verblendung: Erhöhte Fläche (RF) und Ringverbindung (RTJ) sind üblich.
• Größe: typischerweise NPS 1 bis 24, größere Größen als Sonderbestellung.
• Materialauswahl: Da das Hahnloch und die Platte benetzt sind, wählen Sie eine Sorte, die der Prozessflüssigkeit, einschließlich Korrosion und Erosion an der Plattenkante, beständig ist, und kombinieren Sie sie mit einer kompatiblen Platte, Dichtung und Verschraubung.

Was sollten Sie bei der Bestellung von Düsenflanschen angeben?

Geben Sie Größe, Klasse, Flanschtyp und -fläche, Material, Bohrung (abgestimmt auf das Messrohr), Hahntyp, Hahngröße und -gewinde, Hahnausrichtung, Abdrückschrauben und Standards an, damit das Paar einbaufertig ankommt und mit Ihrer Plattenberechnung übereinstimmt.

• Nenngröße, Druckklasse und Flanschtyp (Schweißhals ist für die meisten Klassen Standard).
• Verkleidung und Endbearbeitung (erhabene Fläche oder Ringverbindung), einschließlich der erforderlichen Endbearbeitung im Plattensitzbereich.
• Material- und Prüfanforderungen, wie z. B. Werksprüfzeugnisse und etwaige Sonderprüfungen.
• Bohrung: Geben Sie den Innendurchmesser des Messrohrs an oder planen Sie so, dass die Flanschbohrung übereinstimmt.
• Wasserhahnanordnung: Flanschgewindebohrer, Gewindebohrergröße (typisch ist 1/2 Zoll NPT; andere sind verfügbar), Anzahl der Gewindebohrer (einschließlich Ersatz- oder verstopfter Gewindebohrer) und Ausrichtung relativ zum Rohr.
• Hebeschrauben, Verschraubungen, Dichtungen und Stopfen sowie die Angabe, ob Platte und Halter separat geliefert werden.
• Die Bestellung einer falschen Gewindebohrergröße oder -ausrichtung ist ein häufiger Fehler. Geben Sie diese daher bei der Bestellung an, anstatt sich auf Standardwerte zu verlassen.

Wie installiert und wartet man einen Orifice-Meter-Lauf?

Richten Sie die Flansche und die Platte konzentrisch zum Rohr aus, verwenden Sie eine dünne Dichtung, die nicht in die Bohrung hineinragt, installieren Sie die Platte mit der scharfen Kante nach oben und überprüfen Sie die Plattenkante regelmäßig, da kleine Beschädigungen die Messung verändern.

• Ausrichtung: Die Plattenbohrung muss innerhalb der Normtoleranz konzentrisch zum Rohr sein und die Verbindung muss stufenfrei sein.
• Dichtungen: dünne Dichtungen verwenden, die nicht in den Durchfluss hineinragen; Eine hervorstehende Dichtung stört die Strömung in der Nähe der Platte.
• Plattenausrichtung: Die scharfe, quadratische Kante zeigt stromaufwärts; alle abgeschrägten Flächen stromabwärts. Für Kondensat oder Gas ist möglicherweise eine Abfluss- oder Entlüftungsöffnung erforderlich, die entsprechend der Norm positioniert werden muss.
• Sauberkeit: Halten Sie das Messrohr sauber und glatt; Ablagerungen und Rost verändern die effektive Rauheit.
• Inspektion: Überprüfen Sie die Platte in von der Anwendung festgelegten Abständen auf Kantenschäden, Ebenheit und Ablagerungen und führen Sie Aufzeichnungen.
• Impulsleitungen: Achten Sie darauf, dass sie geneigt, leckagefrei und gleich in der Temperatur sind und die richtige Ausrichtung für die Flüssigkeit haben.

Welche Option sollten Sie wählen?

Verwenden Sie Blendenflansche für Flanschanschlüsse in den meisten Prozess- und Öl- und Gaszählerläufen, Standardflansche mit D und D/2 oder Eckanschlüsse, wenn Rohranschlüsse oder ein Trägerring zum Design passen, und Blendenanschlüsse, wenn Plattenzugang ohne Abschaltung wichtig ist.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einem Blendenflansch und einem normalen Flansch?

Ein Blendenflansch (ASME B16.36) hat Druckabgriffslöcher, typischerweise 1/2 Zoll NPT, und Abdrückschrauben und hält eine Blendenplatte. Ein normaler Flansch (ASME B16.5) hat nichts davon und verbindet nur Rohrleitungen.

Wo sind die Druckanschlüsse an einem Düsenflansch?

Flanschentnahmestellen befinden sich 25,4 mm (1 Zoll) stromaufwärts und 25,4 mm stromabwärts der Flächen der Blendenplatte, gemessen entlang der Rohrachse.

Welche Norm gilt für Düsenflansche?

ASME B16.36 deckt Düsenflansche ab, mit ähnlichen Abmessungen wie ASME B16.5-Flanschen und zusätzlichen Hahnanschlüssen. Die Messanforderungen stammen aus ISO 5167-2, ASME MFC-3M und API MPMS 14.3 (AGA-Bericht Nr. . 3).

Benötigt ein Blendenmessgerät ein gerades Rohr?

Ja. Die gerade Länge stromaufwärts hängt vom Beta-Verhältnis und der stromaufwärtigen Armatur ab und kann zwischen etwa 10 und 75 Rohrdurchmessern liegen, mit etwa 4 bis 8 Durchmessern stromabwärts, sofern kein Strömungskonditionierer verwendet wird.

Was ist der Beta-Verhältnisbereich für Blenden?

ISO 5167-2 deckt Beta-Verhältnisse von 0,10 bis 0,75 ab, wobei Beta der Bohrungsdurchmesser geteilt durch den Rohrinnendurchmesser ist.

Wie sollten die Düsenanschlüsse für Gase und Flüssigkeiten ausgerichtet sein?

Platzieren Sie bei Gas die Hähne oben oder 45 Grad über der Horizontalen, damit sich keine Flüssigkeit ansammeln kann. Platzieren Sie sie bei Flüssigkeiten horizontal oder bis zu 45 Grad unter der Horizontalen, damit sich kein Gas ansammeln kann.

Kann ich Eckgewindebohrer oder D- und D/2-Gewindebohrer mit Standardflanschen verwenden?

Ja. Eckgewindebohrer verwenden einen Trägerring und D- und D/2-Gewindebohrer verwenden am Rohr angeschweißte Vorsprünge, daher ist kein Düsenflansch erforderlich, aber die Plattenberechnung muss mit dem Hahntyp übereinstimmen.