Eine umfassende Flanschprüfung einschließlich Sichtprüfung, Maßprüfung, zerstörungsfreier Prüfung und Materialzertifizierung ist unerlässlich, um eine sichere und normkonforme Flanschleistung zu gewährleisten. Flanschversagen kann Lecks, Brände, Umweltschäden und Personenschäden verursachen. Dieser Leitfaden behandelt die gesamte Bandbreite der Prüf- und Qualitätskontrollanforderungen für Flansche.
Warum die Prüfung wichtig ist
Flanschversagen im Betrieb kann katastrophale Folgen haben, darunter Lecks von Prozessflüssigkeiten, Brände, Explosionen, Umweltverschmutzung und Personenschäden. Die Prüfung stellt sicher, dass Flansche die Material-, Maß- und Normenanforderungen erfüllen, bevor sie in Betrieb genommen werden. Qualitätssicherung durch Prüfung verhindert kostspielige Feldausfälle und ungeplante Stillstandszeiten. Eine ordnungsgemäße Prüfung stellt sicher, dass der Flansch unter seinen spezifizierten Betriebsbedingungen wie vorgesehen funktioniert. Für kritische Serviceanwendungen ist die Prüfung nicht optional, sondern wird durch die geltende Konstruktionsnorm und die Qualitätsanforderungen des Eigentümers vorgeschrieben.
Sichtprüfung
Die Sichtprüfung ist die erste und grundlegendste Qualitätskontrolle. Der Prüfer untersucht den Flansch auf Oberflächendefekte wie Risse, Überlappungen, Nähte und Oberflächenporosität. Die Flanschkennzeichnungen werden gemäß ASME B16.5 überprüft, einschließlich Name oder Logo des Herstellers, Materialbezeichnung, Druckstufe und Schmelzennummer. Der Zustand der Dichtfläche wird auf Kratzer, Dellen, Korrosion oder Transportschäden geprüft, die die Abdichtung beeinträchtigen könnten. Die Ausrichtung und Anzahl der Schraubenlöcher wird gegen die Norm bestätigt. Rost, Zunder und Verunreinigungen werden auf allen Dichtflächen kontrolliert.
Maßprüfung
Die Maßprüfung stellt sicher, dass der Flansch die in der geltenden Norm festgelegten Toleranzen einhält. Kritische Messungen umfassen den Außendurchmesser des Flansches, die Gesamtdicke und den Bohrungsdurchmesser. Der Lochkreisdurchmesser und die Schraubenlochgrößen müssen den Normmaßen für die angegebene Druckstufe und Größe entsprechen. Bei Vorschweiß- und Reduzierflanschen werden die Nabenabmessungen auf korrekte Konizität und Länge geprüft. Die Höhe der Erhebung, der Durchmesser und die Oberflächengüte werden gemessen. Bei RTJ-Flanschen werden die Nutmaße mit speziellen Lehren überprüft. Alle Maße müssen den ASME B16.5-Toleranzen entsprechen.
| Prüfart | Was sie erkennt | Anwendbar auf | Norm |
|---|---|---|---|
| Sichtprüfung (VT) | Oberflächendefekte, Kennzeichnungen, Beschädigungen | Alle Flansche | ASME B16.5 |
| Maßprüfung | Größe, Dicke, Schraubenlochausrichtung | Alle Flansche | ASME B16.5 |
| Ultraschallprüfung (UT) | Innere Laminierungen, Porosität | Geschmiedete und Blechflansche | ASTM A388 |
| Magnetpulverprüfung (MT) | Oberflächen- und oberflächennahe Risse | Ferromagnetische Werkstoffe | ASTM E709 |
| Farbeindringprüfung (PT) | Oberflächenrisse | Nichtmagnetische Werkstoffe | ASTM E165 |
| Durchstrahlungsprüfung (RT) | Innere Hohlräume, Einschlüsse | Guss- und Schweißflansche | ASTM E94 |
| PMI | Überprüfung der Werkstoffchemie | Alle Legierungen | ASTM E1476 |
| Hydrostatischer Test | Festigkeit, Lecks bei 1,5-fachem Auslegungsdruck | Montierte Verbindungen | ASME B31.3 |
Zerstörungsfreie Prüfverfahren
Für die Flanschprüfung stehen mehrere zerstörungsfreie Prüfverfahren (NDT) zur Verfügung, die jeweils spezifische Fähigkeiten haben. Ultraschallprüfung (UT) verwendet hochfrequente Schallwellen, um innere Laminierungen, Porosität und Einschlüsse in geschmiedeten und Blechflanschen zu erkennen. Magnetpulverprüfung (MT) erkennt Oberflächen- und oberflächennahe Risse in ferromagnetischen Werkstoffen mithilfe von Magnetfeldern und Eisenpartikeln. Farbeindringprüfung (PT) verwendet einen sichtbaren oder fluoreszierenden Farbstoff, um Oberflächenrisse auf nichtmagnetischen Werkstoffen wie austenitischem Edelstahl zu erkennen. Durchstrahlungsprüfung (RT) verwendet Röntgen- oder Gammastrahlen, um innere Hohlräume und Einschlüsse zu erkennen, hauptsächlich bei Gussteilen und Schweißkonstruktionen. Positive Materialidentifikation (PMI) verwendet Röntgenfluoreszenz oder optische Emissionsspektrometrie, um zu überprüfen, ob die Werkstoffchemie der Spezifikation entspricht.
Druckprüfung
Der hydrostatische Drucktest ist die Standardmethode zur Überprüfung der Integrität von Flanschverbindungen. Der Prüfdruck beträgt typischerweise das 1,5-fache des Auslegungsdrucks und wird ausreichend lange gehalten, um sicherzustellen, dass kein Druckabfall auftritt. Für Systeme, die kein Wasser vertragen, kann eine pneumatische Prüfung mit Luft oder Inertgas mit zusätzlichen Sicherheitsvorkehrungen verwendet werden. Der Prüfdruck wird aufrechterhalten, während die Verbindung auf Lecks untersucht wird. Für Tieftemperatur- oder Kryosysteme kann der hydrostatische Test bei Umgebungstemperatur durchgeführt werden, wobei der Prüfdruck für die geringere Materialfestigkeit bei erhöhten Testbedingungen angepasst wird.
Materialzertifizierung
Werkszeugnisse (MTRs) liefern den dokumentierten Nachweis der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften des Flanschmaterials. Die vollständige Rückverfolgbarkeit vom Stahlwerk bis zum fertigen Flansch wird durch auf jedem Flansch eingeprägte Schmelzennummern gewährleistet. Für Tieftemperaturwerkstoffe sind Kerbschlagprüfberichte erforderlich. Für NACE MR0175 Sauergas-Anwendungen sind Härteprüfberichte erforderlich. Für kritische Anwendungen bieten unabhängige Prüforganisationen eine unabhängige Verifizierung der Materialeigenschaften und der Flanschqualität.
Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit
ASME B16.5 verlangt, dass jeder Flansch dauerhaft mit dem Namen oder Logo des Herstellers, der Materialbezeichnung und der Druckstufe gekennzeichnet wird. Zusätzliche Kennzeichnungen umfassen die Schmelzennummer, die Nenngröße und besondere Prüfkennzeichnungen wie "QT" für vergütet. Die Kennzeichnung erfolgt mit spannungsarmen Stempelverfahren, um Spannungsspitzen zu vermeiden, die Risse auslösen könnten. Rückverfolgbarkeitsaufzeichnungen werden für die gesamte Herstellungskette geführt, von der ursprünglichen Stahlschmelze über Schmieden, Wärmebehandlung, Bearbeitung bis zur Endprüfung.
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