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Welche gängigen Flanschtypen gibt es? Wie wähle ich den richtigen Flansch aus?

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Umfassende Lösung für die Auswahl von Dichtungskomponenten (allgemeine industrielle Anwendungen + maßgeschneidert für Ihre Anforderungen an Vakuum-, Hydraulik- und Gummidichtungen in der Halbleiterindustrie)

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I. Was ist ein Flansch?

Ein Flansch, auch Flanschplatte genannt, ist eine lösbare, abdichtbare und wartungsfreundliche Verbindungsstelle zwischen Rohren, Ventilen und Anlagen.

Seine drei Hauptfunktionen sind:

1. Verbindung: Verbindung zweier Rohrabschnitte oder Anlagen.

2. Abdichtung: Verhindert Leckagen bei Verwendung mit Dichtungen/O-Ringen.

3. Demontage/Montage: Erleichtert spätere Wartungsarbeiten, Reinigung und den Austausch von Teilen.

II. Acht gängige Arten von Industrieflanschen (Aufbau + Merkmale + Anwendungsbereiche)

1. Flacher Schweißflansch in Plattenbauweise (PL)

Merkmale: Halslose, flache Plattenkonstruktion; das Rohr wird in den Innenring des Flansches eingeführt und verschweißt; einfache Konstruktion und niedrigster Preis.

Vorteile: Geringe Kosten, schnelle Bearbeitung und einfache Montage.

Nachteile: Geringe Steifigkeit, niedrige Druckfestigkeit, nicht beständig gegen hohe Temperaturen und Drücke, nicht im Vakuum einsetzbar.

Anwendbar bei: Normaldruck- und Niederdruck-/Normaltemperatur-Anwendungen. Wasserversorgung und -entsorgung, Belüftung, gewöhnliches Klarwasser sowie Niederdruck-Luftleitungen.

2. Aufsteckflansch mit Hals (SO)

Merkmale: Kurzer Hals, höhere Steifigkeit im Vergleich zu Platten-Aufsteckflanschen, stabilere Schweißpositionierung.

Vorteile: Höchste Wirtschaftlichkeit für Mitteldruckanwendungen, weniger anfällig für Verformungen.

Anwendungen: Chemierohre für niedrigen bis mittleren Druck, Ölpipelines, allgemeine Prozessrohrleitungen, hydraulische Hilfsleitungen.

3. Schweißhalsflansch (WN) – Hochdruck-Hauptflansch

Merkmale: Langer, konischer Hals, Volldurchschweißung an der Rohrleitung, extrem hohe Festigkeit, gleichmäßige Spannungsverteilung.

Vorteile: Hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Druckbeständigkeit, Schwingungsfestigkeit, stabile Dichtleistung, geeignet für die Fehlerprüfung.

Anwendungen: Hochtemperaturdampf, Öl und Gas, brennbare und explosive Medien, Druckbehälter, Hochdruck-Hauptrohrleitungen.

4. Muffenschweißflansch (SW)

Merkmale: Das Rohr wird in die Flanschmuffe eingeführt und verschweißt, kein Spalt an der Stoßverbindung.

Anwendungen: Hochdruckrohrleitungen mit kleinem Durchmesser bis DN50, Instrumentenrohrleitungen, kleine Rohrleitungen in der Feinchemie.

5. Gewindeflansch (TH)

Merkmale: Kein Schweißen erforderlich; das Innengewinde des Flansches greift direkt in das Außengewinde des Rohrs ein.

Vorteile: Schnelle Montage, keine Verformung durch Schweißen, geeignet für Bereiche mit Feuerverbot.

Nachteile: Anfällig für Leckagen in Hochdruck-, Hochtemperatur- und Vakuumumgebungen.

Anwendungen: Niederdruckgas, Sanitärinstallationen, temporäre Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser.

6. Lose/Aufsteckflansch (PJ)

Merkmale: Der Flansch ist frei drehbar und passt passgenau auf den Rohrflansch.

Vorteile: Die Schraubenlöcher lassen sich frei ausrichten, was die Montage äußerst bequem macht; Kombination aus Kohlenstoffstahl- und Edelstahlflansch, kostensparend.

Anwendungen: Korrosionsbeständige Rohrleitungen aus Edelstahl, Rohrleitungen mit großem Durchmesser, Anbindungen an Anlagen, die eine häufige Demontage und Montage erfordern.

7. Integrierter Flansch (IF)

Merkmale: Der Flansch ist einstückig mit dem Ventilkörper, dem Pumpenkörper oder dem Anlagengehäuse gegossen und kann nicht abgetrennt werden.

Anwendungsbereiche: Ventile, Druckbehälter, Reaktoren, Anschlüsse an Originalausrüstung.

8. Blindflansch (BL / Flanschabdeckung)

Merkmale: Massive Scheibe, keine Durchgangsbohrung, dient zum Verschließen von Rohröffnungen. Anwendungsbereiche: Verschließen von nicht benötigten Schnittstellen, Verschließen von Prüfanschlüssen, Verschließen von Druckprüfanschlüssen an Anlagen sowie Verschließen von Vakuumrohrleitungen.

III. Spezielle Flansche für Vakuumanlagen (nur für Halbleiter-/Präzisionsanlagen)

Herkömmliche Rohrflansche können in Vakuumsystemen nicht verwendet werden. Für Vakuumsysteme gibt es spezielle Standardflansche:

1. KF-Schnellkupplungs-Vakuumflansch (ISO-KF)

In der Industrie am häufigsten verwendet (KF16/25/40/50/63)
Aufbau: Flansch + O-Ring + Aluminiumklemme, schnelle Demontage von Hand, kein Werkzeug erforderlich.

Eigenschaften: Sauber, geringe Leckage, schnelle Montage und Demontage.

Anwendungen: Vakuumpumpen, Lithografiemaschinen, Vakuumleitungen in Laboren, Bypass-Leitungen für Halbleiteranlagen.

2. CF-Ultrahochvakuumflansch

Merkmale: Metallische Dichtung aus sauerstofffreiem Kupfer mit messerscharfer Kante, kein Auslaugen von Gummi, kann bei hohen Temperaturen ausgeheizt werden.

Anwendungen: Ultrahochvakuumkammern, Beschichtungsanlagen, Präzisionsgeräte für die wissenschaftliche Forschung.

3. ISO-Vakuumflansch mit großem Durchmesser

Großformatige Schraubverriegelung, wird für große Vakuumkammern und Hauptabsaugleitungen verwendet.

IV. Fünf Arten von Flanschdichtflächen (Bestimmung der Dichtungswirksamkeit)

Ob ein Flansch undicht ist oder nicht, hängt zu 80 % von der Wahl der Dichtfläche ab:

1. RF-Dichtfläche (Raised Face) (am häufigsten)

Eine erhabene Ringdichtfläche, geeignet für eine Vielzahl von Dichtungen.

Anwendbar bei: 90 % der herkömmlichen Wasser-, Öl- und Gasleitungen bei niedrigem und mittlerem Druck.

2. MFM Raised Face (konkav-konkav)

Eine erhabene und vertiefte Passfläche verhindert, dass die Dichtung durch Druck herausgedrückt wird.

Anwendbar bei: Mittel- und Hochdruck, Öl sowie leicht korrosiven Medien.

3. TG Tongue and Groove Face

Die Dichtung ist vollständig in der Nut eingerastet, es tritt kein Auspressen auf, und die Dichtungsleistung ist am höchsten.

Anwendbar für: Vakuum, toxische, brennbare und hochreine Medien sowie Halbleiteranlagen.

4. FF-Flachdichtung (Flat Face)

Eine vollständig flache Passform mit schwächerer Dichtwirkung.

Anwendbar für: Niederdruck-Wasserversorgung und -Abwasserentsorgung im zivilen Bereich sowie Kunststoffrohrleitungen.

5. RJ-Ringverbindung

Trapezförmige Nut + Metallringdichtung für eine feste Abdichtung.

Anwendbar für: Ultrahochdruck, Hochtemperatur-Kraftwerke, Wasserstoffbetankung und Schwerölanlagen.

V. Gängige Flanschwerkstoffe und geeignete Betriebsbedingungen

1. Kohlenstoffstahl Q235/20#: Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis, geeignet für Reinwasser, Luft sowie normale Temperatur- und Druckbedingungen. Nicht korrosionsbeständig, nicht geeignet für Vakuumanwendungen.

2. Edelstahl 304/316L: Rostbeständig, wasserbeständig, beständig gegen schwache Säuren und Laugen, sauber und ohne Ausfällungen.

Geeignet für Chemie, Reinwasser, Lebensmittel, Vakuumanlagen und KF-Flansche für Halbleiter.

3. Chrom-Molybdän-Legierungsstahl: Hochtemperaturbeständig, kriechfest, wird für Hochtemperatur- und Hochdruckdampf, Kraftwerke und Hydrieranlagen verwendet.

4. PTFE-ausgekleidete Flansche: Mit PTFE ausgekleideter Kohlenstoffstahl, beständig gegen starke Säuren, Laugen und stark korrosive chemische Medien.

VI. Sechs-Schritte-Methode zur wissenschaftlichen Flanschauswahl (universelle Formel)

Schritt 1: Rohrdurchmesser DN bestätigen

DN15/25/40/50/80/100… Standardisieren Sie den Rohrdurchmesser, um eine korrekte Anpassung sicherzustellen.

Schritt 2: Betriebsdruck ermitteln

Niederdruck ≤ 16 kg, Mitteldruck 16–40 kg, Hochdruck > 40 kg, Vakuum (Unterdruck). Der Nenndruck des Flansches muss ≥ dem tatsächlichen maximalen Betriebsdruck sein.

Schritt 3: Medium ermitteln

Wasser/Öl/Gas/Dampf/Säure/Laugen/Lösungsmittel/hochreines Vakuumgas. Das Medium bestimmt das Material und ob gewöhnliche Gummidichtungen verwendet werden können.

Schritt 4: Temperatur überprüfen

Normaltemperatur, Hochtemperatur 150 ℃+, Niedrigtemperatur und ofenfeste Vakuumumgebung

Schritt 5: Häufige Demontage/Wiedermontage erforderlich

Schnelle Demontage erforderlich → KF-Schnellkupplung, lose Flansche wählen
Feste Rohrleitung → Schweißhals, Aufsteckflansch

Schritt 6: Dichtfläche + passende Dichtungen

Herkömmliche Rohrleitungen → RF + Dichtung
Mittlerer/hoher Druck → MFM mit erhabener Dichtfläche
Vakuum/toxische Medien → TG mit Nut und Feder
Ultrahochvakuum → Metall-Messerkantendichtung

VII. Schnellauswahl-Referenztabelle für Anwendungsfälle (Anweisungen direkt kopieren)

1. Gewöhnliche Wasserversorgung und -entsorgung, Belüftung → Platten-Aufsteckflansch PL + RF-Erhöhungsflansch

2. Mittel- und Niederdruck-Ölpipelines in der chemischen Industrie → Hals-Aufsteckflansch SO + RF

3. Hochtemperatur- und Hochdruckdampf, Druckbehälter → Hals-Stumpfsteckflansch WN + MFM/RJ

4. Korrosionsbeständige Großrohrleitungen aus Edelstahl → Loser Aufsteckflansch

5. Vakuumanlagen, Halbleiter, Rohrleitungen für Lithografiemaschinen → KF-Schnellkupplungsflansch + hochreine FKM-Dichtung

6. Abdichtung einer freien Rohröffnung → Blindflansch (BL)

7. Hochdruckrohrleitungen mit kleinem Durchmesser für Messgeräte → Muffenschweißflansch (SW)

VIII. Fünf häufige Fehler bei der Flanschauswahl

1. Flachflächen-Schweißflansch für Hochdruck → Unzureichende Steifigkeit, Verformung und Leckage

2. Gewöhnlicher RF-Flansch für Vakuumanwendungen → Undichtigkeiten, Vakuumniveau entspricht nicht den Normen

3. Flansch aus Kohlenstoffstahl für korrosive Medien → Rostbildung und Durchrostung, extrem kurze Lebensdauer

4. Wahl einer zu niedrigen Druckstufe → Bersten bei Druckanstieg, erhebliche Sicherheitsrisiken

5. Vermischung von Normen (Mischung aus nationalen Normen/amerikanischen Normen/deutschen Normen) → Nicht übereinstimmende Bolzenlöcher, Montage nicht möglich

IX. Zusammenfassung

Grundlegende Logik bei der Flanschauswahl: Die Betriebsbedingungen bestimmen die Bauform, das Medium bestimmt das Material, der Druck bestimmt die Druckstufe, die Anwendung bestimmt die Dichtfläche