Metalli per flange e raccordi: quali i più utilizzati?

Flange e raccordi sono fra gli elementi di connessione più utilizzati nella rete di tubazioni di un sistema industriale complesso.

Quali sono, però, i metalli maggiormente impiegati nella loro lavorazione?

Scopriamolo insieme in questo articolo.

Flange e raccordi: metalli da scegliere e lavorare

Alla base della produzione di flange e raccordi c’è sempre la scelta di un particolare metallo selezionato per determinate caratteristiche e la sua successiva lavorazione.

Per i raccordi, i metodi di lavorazioni sono gli stessi già visti con la realizzazione delle flange:

• microfusione
• saldatura

Abbiamo già visto come, fra i due metodi, quello della saldatura risulti preferibile, riuscendo a conservare alcune caratteristiche di integrità del metallo.

Per quanto riguarda l’ambito idraulico, la lavorazione delle flange viene effettuata basandosi sulla pressione nominale.

Flange e raccordi: standard, metalli e lavorazione

Per quanto riguarda la lavorazione dei raccordi, si fa riferimento a una normativa molto complicata che potremmo sostanzialmente riassumere nel modo seguente.

• Raccordi BW: ASME B16.9; ASME B16.25; DIN 2605; DIN 2615; DIN 2616; DN 2617; MSS-SP 25; MSS-SP 75; AFNOR NFA49-281; ISO 5251.
• Raccordi forgiati: realizzati in acciaio forgiato (al carbonio e inox) in base agli standard internazionali ASTM/AMS-MSS SP44 e con riferimento alle norme ANSI B16, 11, B36, 10, BS 3799, MSS-SP83.
• Raccordi a compressione: raccordi a ogiva in acciaio al carbonio e inossidabile per alta pressione, con riferimento alle norme DIN 2353 da D. 6mm a D. 28mm

Per quanto concerne le flange, le principali normative alle quali attenersi sono

• ASME B16.5/16.36/16.47;
• UNI
• DIN
• BD
• EN 1092

Quel che è certo è che per flange e raccordi, considerata la vasta gamma di impieghi, è necessario effettuare una scelta oculata del metallo, basata sulle caratteristiche specifiche.

Ma come avviene questa selezione? Non siete curiosi di saperlo?

Metalli per flange e raccordi

Sebbene il campo della lavorazione di flange e raccordi abbia subito importanti modificazioni – soprattutto l’apporto di nuove tecnologie – una cosa non è per niente cambiata: il materiale di lavorazione utilizzato.

Si continuano a impiegare metalli per ottenere prodotti finiti.

Sì, questo non è cambiato: dalla prima rivoluzione industriale e addirittura dall’età del ferro, quando vari metalli venivano adoperati nella produzione di utensili e armi per la caccia.

Se proviamo a pensare a un metallo, non possiamo immaginarlo che come un prodotto lavorato, ignorando tutti gli aspetti di selezione e ottimizzazione che portano alla definizione di quel prodotto.

L’impiego dei metalli, tuttavia, rimane preponderante.

Come scegliere, però, quello più adatto?

La scelta dei metalli per flange e raccordi si basa su alcuni criteri

Vi sono molte caratteristiche che vanno valutate nella selezione del metallo più adatto per flange e raccordi.

La scelta dell’uno e dell’altro metallo risponde non soltanto alle caratteristiche peculiari dello stesso, ma parte soprattutto dal prodotto finale.

In particolare su come questo debba essere lavorato e a volte intagliato.

Le caratteristiche più importanti sono le seguenti:

• Malleabilità: perché un metallo possa essere considerato malleabile bisogna che mantenga integre le caratteristiche strutturali a fronte di una forza o una pressione eccessiva. In sostanza, non deve riportare fratture né trasformazioni fisiche. Si tratta di un aspetto da considerare quando la flangia o il raccordo sono destinate ad ambienti molto ostici.

• Durezza: si fa riferimento alla capacità del metallo di non deformarsi a seguito di una forte pressione esercitata.

• Conduttività elettrica: ci si riferisce alla capacità del metallo di condurre energia elettrica.

Considerato questo, arriviamo a valutare i metalli più adatti per la lavorazione flange e raccordi.

Metalli per flange e raccordi: acciaio Inox

Uno dei più adoperati non soltanto nella produzione di flange e raccordi, ma in tutto il mondo delle apparecchiature industriali.

Il nome inox si deve alla proprietà, non presente in altre tipologie d’acciaio, di non arrugginire quando entra in contatto con l’ossigeno.

Questa caratteristica è dovuta principalmente alla natura della sua lega, formata da ferro e cromo.

Grazie a un processo chimico detto passivazione, il cromo disegna una sottilissima patina di ossido, che resiste all’ossidazione.

Questa proprietà fu scoperta dall’inglese Harry Brearly di Sheffield, mentre sperimentava nuovi acciai per armi da fuoco.

Venendo alle caratteristiche, questo metallo presenta un’elevata resistenza alla corrosione, soprattutto in contatto con acqua dolce e aria umida.

Il metallo presenta il difetto di non resistere a graffi e condizioni estreme, soprattutto se protratte nel tempo.

Vari tipi di acciaio inossidabile

Esistono diverse varietà di acciaio inossidabile, più di 100 diversi gradi; e questi vengono classificati in cinque tipi principali.

• Austenico: È sicuramente quello più utilizzato, vista la sua resistenza al calore e alle alte temperature. Impiegato largamente per scopi casalinghi, costruzioni navali, edilizia architettonica e tubazioni industriali. I principali tipi sono 304/304L/304H, 316/316. L/316H/316T/A182/F321/312H/321H/A182/F347/A182/F347/A182 F44/A182 F904 L/F310S
• Ferritico: presenta proprietà molto simili all’acciaio dolce, ma con una miglior resistenza alla corrosione e alle cricche. È l’ideale per caldaie, architettura da interni e lavatrici. Alcuni esempi: AISI 409, 430m 444.
• Martensitico: Tipo di inox molto forte e durevole. Sebbene non resistente alla corrosione come la sua controparte austenica, è perfetto per prodotti come lame di turbine e coltelli (gruppo  AISI 400)
• Duplex: composito di acciaio ferritico e austenitico. Eccellente per chi necessiti di un metallo che sia allo stesso tempo flessibile e durevole. È il metallo più comune per chi operi all’interno delle industrie della carta, delle strutture navali e della cellulosa, per la sua vasta gamma di proprietà. Esempio: UNS S32202;
• Acciaio semi-austenico: detto anche indurimento per precipitazione, è eccezionalmente forte perché ha gli elementi di lega alluminio, niobio e rame aggiunti in fusione con esso.

Metalli per flange e raccordi: acciaio al carbonio

L’acciaio al carbonio è contrassegnato dal simbolo CS (carbon steel).

Si presenta come una lega con percentuali di carbonio non superiori al 2,1%.

Al di sopra di questa percentuale, le proprietà del metallo non sono le stesse.

È attualmente il metallo più usato: impiegato sia in utensili di uso quotidiano che in elementi complessi di meccanica di precisione.

Si presenta come molto facile da lavorare, affidabile e conveniente.

Sono classificati sulla base di diversi criteri.

Quello più comune, però, è relativo alla percentuale di carbonio:

• A basso contenuto di carbonio: fino allo 0,3%;
• Medio contenuto: fra lo o,3 e lo 0,6%;
• A elevato contenuto: superiore all 0,6%,

Principali leghe:

• A-105 B- 350 LF2, per flange e raccordi flangiati;
• WPB,WPL6,WP11, per raccordi bw.

Metalli per flange e raccordi: ghisa

Anche questo metallo viene usato nella produzione di flange e raccordi; tuttavia, viene spesso svilito e declassato.

Un fatto dovuto principalmente alla qualità bassa e la difficile lavorabilità rispetto al ferro comune.

Ha un peso specifico superiore e presenta anche un’elevata conduttività elettrica.

Bronzo

La lega più comune è quella composta da rame e stagno; ma ne esistono altre ricavate da metalli come berillio, allumino e nichel.

La lega classica -B 14- però risulta più diffusa nelle lavorazioni meccaniche.

Impiegata ovviamente per flange e raccordi; ma anche per bronzine, boccole e qualunque altra
componente meccanica che ne necessiti.

In confronto all’acciaio, si presenta come meno resistente; ma vanta una resistenza più elevata alla corrosione, soprattutto quando si tratta di acqua di mare.

Si attesta, inoltre, come il più affidabile conduttore di calore ed elettricità.

Rame

Il rame presenta la caratteristica di essere riciclato perennemente, mantenendo intatte le proprie caratteristiche.

Ossida con molta lentezza e si offre come particolarmente malleabile.

Con la sua ottima conduttività, è uno dei metalli più utilizzati per tubi e cavi elettrici.

Ottone

Costituito da una lega di rame e zinco, si presenta con un colore acceso e dorato.

Rispetto al bronzo si mostra più economico, ma più difficile da lavorare.

Per quanto riguarda la giuntura dei tubi, è facile che si utilizzi per la lavorazione di viti e bulloni.

Avendo proprietà antibatteriche, è inoltre fra i metalli più consigliati in caso di sistemazioni frequenti e rimaneggiamenti, e anche per la creazione di maniglie per porte e sportelli.

Le flange e i raccordi di Pantalone

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