Startseite / Technische Hinweise / Titanflansche
Komponenten
Titanflansche: Wie der Formgebungsweg das Bauteil verändert
Das Wort Flansch beschreibt eine Form, keinen Prozess. Zwei Flansche, die nach derselben Maßzeichnung gefertigt wurden, können völlig unterschiedliche Kornrichtungen, Prüfverläufe und Ermüdungsverhalten aufweisen, abhängig von dem Weg, den der Lieferant gewählt hat — und der Weg wird normalerweise dem Lieferanten überlassen, weshalb dasselbe Bauteil, das zweimal angeboten wird, sich um den Faktor zwei unterscheiden kann.
Das Wort Flansch beschreibt eine Form, keinen Prozess. Senden Sie die Zeichnung und die Pflicht, und wir werden die Formungsroute angeben, die wir anbieten, sowie die zugrunde liegende Eigenschaft. Fordern Sie ein Flanschangebot an
Vier Wege zur gleichen Zeichnung
- Vom Teller schneiden. Die schnellste und günstigste Route. Ein Rohling wird mit einem Wasserstrahl, Plasma oder einer Säge geschnitten, dann gedreht und gebohrt. Sie eignet sich für große Durchmesser, mittlere Drücke und Einzel- oder Kleinserien. Ihre Schwäche ist die Richtungsabhängigkeit: Die Platte hat eine durchdicke Richtung, und ein aus der Platte geschnittener Flansch hat diese Richtung quer zum Bohrloch verlaufend.
- Aus Stange oder Platte gewalzt und geschweißt. Ein Ring wird gebildet und schweißtechnisch verbunden, dann bearbeitet. Wirtschaftlich für große Durchmesser, bei denen ein massiver Rohling verschwenderisch wäre, aber es bringt eine Schweißnaht in eine Druckgrenze ein, und die Schweißnaht benötigt ihre eigene Qualifikation und Inspektion.
- Ring gerollt. Ein durchlöchertes Rohr wird zwischen Walzen erweitert. Der Kornfluss folgt dem Umfang, die Wandstärke ist gleichmäßig, und die Route lässt sich gut von mittleren bis zu großen Durchmessern skalieren, ohne Materialverlust durch die Bearbeitung von Vollmaterial.
- Gefälscht. Geschmiedete Teile in geschlossener oder offener Matrize erzeugen einen kontinuierlichen Kornfluss, der sich durch die Nabe und in die Flanschfläche dreht — die Konfiguration, die das Spannungsmuster des Teils tatsächlich verlangt. Es ist der teuerste Weg pro Stück und derjenige, der normalerweise auf einer Zeichnung mit einer Anforderung an Ermüdung oder Druckzyklus erscheint.
- Aus massivem Stab gefertigt. Normal für kleine und mittlere Größen. Keine Verbindungen, keine Fragen zum Faserfluss über den eigenen des Stabs hinaus, und der Preis skaliert mit dem Volumen des in Späne gewandelten Metalls — was bei Titan die dominierende Kostenfrage ist.
Was die Routenänderungen
Mechanisch gesehen liegt der Unterschied im Faserverlauf und in der Ausrichtung der schwächsten Achse des Materials relativ zur Belastung.
| Eigentum | Vom Teller schneiden | Geschmiedet oder ringgewalzt |
|---|---|---|
| Kornfluss | Planar, mit einer ausgeprägten Richtung durch die Dicke | Kontinuierlich, dem Teilegeometrieverlauf vom Nabenkörper bis zur Flanschkante folgend |
| Duktilität durch die Dicke | Niedrigster der Routen – die Richtung, in der die Last am Naben wirkt | Material in die Richtung, die wichtig ist, ist die bearbeitete Richtung |
| Eigenspannung | Vom Plattenmaterial übernommen, ungleichmäßig freigesetzt, wenn das Rohteil geschnitten wird | Nach der Schmiedesequenz und deren Konditionierung gleichmäßiger |
| Inspektionsbelastung | Ultraschallprüfung der Grundplatte, dann des fertigen Teils | Ultraschallprüfung des Schmiedestücks und des fertigen Teils |
| Kostenprofil | Niedrige Werkzeugnutzung, hoher Materialnutzungsabfall | Werkzeug- und Prozesskosten auf die Charge verteilt |
Eigenspannung ist der Punkt, der die Menschen überrascht. Eine aus einer spannungsfreien Platte herausgefräste Flansch ist nach der Fertigstellung nicht spannungsfrei – das Gleichgewicht ändert sich, wenn Material entfernt wird, und die Dichtfläche kann sich nach der Endbearbeitung bewegen. Bei einem großen, dünnen Flansch mit hohem Seitenverhältnis ist diese Bewegung messbar und zeigt sich eher als Leckweg denn als Maßabweichung.
Die Flanschart an die Aufgabe anpassen
- Überlappung und Stumpfnaht. Das Rohr führt durch die Flansche. Am billigsten herzustellen und zu montieren, am schwächsten an der Nabe und ungeeignet, wenn die Verbindung erheblichen Biege- oder Temperaturzyklen ausgesetzt ist. Häufig im Niederdruck-Titan-Chemieservice, wo die Korrosionsanforderung und nicht die mechanische Beanspruchung die Materialwahl bestimmt.
- Stumpfschweißhals Das Bohrloch passt zum Rohr und die Nabe verjüngt sich in die Wand, sodass die Flansche die Übergangszone verstärken, anstatt darauf zu sitzen. Der Standard für Druck- und Wechselbeanspruchung und der Typ, der am meisten davon profitiert, geschmiedet statt aus einer Platte geschnitten zu sein.
- Blind. Eine feste Scheibe, die die Linie schließt. Einfach aus Blech in jeder Größe herzustellen, und der Ort, an dem die Dickenrichtungs-Eigenschaften am wenigsten wichtig sind.
- Benutzerdefiniert und nicht standardmäßig. Angefräst, gebohrt und auf die Zeichnung gehobelt. Wenn eine Zeichnung nicht standardmäßig ist, müssen die Maßkontrollen — Bolzenkreis, Flächenplanheit, Bohrungszentriertheit — ausdrücklich angegeben werden, da es keine standardisierte Tabelle gibt, auf die man zurückgreifen kann.
Bearbeitung von Titanflanschen
Die Bearbeitungshinweise für Titan gelten hier in vollem Umfang, und zwei von ihnen greifen auf einer Flansche stärker zu als auf einer Welle:
- Die Hitze bleibt in der Schnittstelle. Titan leitet Wärme schlecht, daher ist die Schneidkantentemperatur hoch und die Werkzeugstandzeit ist die Einschränkung. Tiefe Stirnschnitt- und unterbrochene Schnitte auf einem gebohrten Bolzenkreis beanspruchen die Schneide stark.
- Festfressen auf der Dichtungsfläche. Titan hat eine starke Neigung, an sich selbst und an Werkzeugen zu haften. Die Dichtungsfläche muss mit scharfem, speziellem Werkzeug geschnitten und ohne Verschmieren bearbeitet werden, da eine verschmierte Oberfläche kaltverschweißte Partikel enthält, die durch keine Flächenmessung erkannt werden können.
- Flachheit ist die Spezifikation, nicht die Oberflächenbeschaffenheit. Eine Dichtungsoberfläche, die im Ra-Wert gut misst, aber in der Ebenheit schlecht, wird undicht sein. Der Plan- oder Fräsvorgang muss unter Berücksichtigung der Ebenheitstoleranz geplant und nach dem letzten Schnitt gemessen werden, nicht zuvor.
Was man in die Anfrage schreiben sollte
Sechs Elemente lassen uns eine Strecke wählen, anstatt eine zu erraten: die Typ und die Dimensionstabelle, der sie folgt, die Größe und Druckbewertung, der Note, der geltender Standard und die Inspektionsanforderung, der Menge, und ob irgendetwas am Service ist zyklisch oder thermisch. Allein die Menge entscheidet oft über den Weg: Eine Flansche einer bestimmten Größe wird in der Regel am günstigsten aus einem Rundstahl gedreht; fünfzig Flansche werden in der Regel am günstigsten ringgewalzt.
Wo die Zeichnung keine Route angibt, geben wir diejenige an, die wir zitieren, und die zugrunde liegende Eigenschaft, sodass die Wahl vor der Bestellung und nicht nach der Lieferung sichtbar ist. Senden Sie die Zeichnung mit der Anfrage, oder sehen Sie die materiellen Formen auf der Titanmaterialseite.
Häufig gestellte Fragen
Häufige Fragen
Ist eine geschmiedete Titanflansch besser als eine aus einer Platte geschnittene?
Es hängt von der Aufgabe ab, nicht vom Prinzip. Schmieden erzeugt einen kontinuierlichen Faserverlauf, der sich durch die Nabe bis zur Flanschfläche erstreckt, in der Richtung, in der die Belastung der Nabe wirkt, und es ergibt eine gleichmäßigere Struktur als ein aus der Dicke geschnittenes Blech. Für eine Niederdruck- und nicht zyklische Anwendung – was das meiste korrosionsbedingte Titanrohr betrifft – ist ein aus Blech geschnittener Flansch vollkommen ausreichend und materiell günstiger. Bei Druckzyklen, Biegung an der Nabe oder thermischer Beanspruchung lohnt sich der Schmiedeweg trotz der Kosten.
Warum kostet eine Titanflansch so viel mehr als eine aus Edelstahl?
Drei Gründe summieren sich. Titanmaterial kostet pro Kilogramm mehrere Male so viel wie Edelstahl. Die Bearbeitung von Titan ist langsamer, weil das Material Wärme schlecht leitet, sich bei der Bearbeitung verhärtet und aufreißt, sodass die Werkzeugstandzeit kurz und die Zykluszeiten lang sind. Und mehr vom Rohling landet als Späne, die bei Titan im Vergleich zu Edelstahl nur einen geringen Rückgewinnungswert haben. Die Wahl des Fertigungswegs – wie nah die Ausgangsform der fertigen Gestalt ist – ist daher der dominierende Kostenhebel.
Können Titanflansche an Edelstahlrohre geschweißt werden?
Nicht durch direktes Fusionsschweißen; die Grenzfläche bildet spröde Intermetallische Verbindungen und die Verbindung reißt. Die üblichen Lösungen sind eine Flanschverbindung mit einer Dichtung, die die Metalle trennt, ein titanbeschichtetes Übergangselement oder eine mechanische Kupplung. Wenn die Zeichnung ein direktes Schweißen von Titan auf Edelstahl vorsieht, sollte dies eher in der Anfragestufe als in der Fertigung angesprochen werden.
Was sollte auf der Zeichnung für eine nicht standardmäßige Flansch dargestellt werden?
Die Maßkontrollen, die ein Standardtisch sonst definieren würde: Bolzenkreis-Durchmesser und Lochgröße, Auflageebene und Oberflächenbeschaffenheit, Bohrungszentriertheit mit dem Bolzenkreis, Nabenradius und -dicke sowie die Prüfgrundlage. Nicht standardisierte Flansche versagen an der Dichtfläche viel häufiger als an den Schraubenlöchern, und Flachheit ist die Kontrolle, die weggelassen wird.
Fragen Sie nach Titanflanschen
Senden Sie die Zeichnung mit der Güte und der geltenden Spezifikation. Wir werden die Materialform, den Prozessenweg, den Prüfplan und ein Datum schriftlich mit dem Angebot bestätigen.