Flange secondo EN 1092-1: tipi, superfici di tenuta e classi di pressione

Chi progetta o monta nella costruzione di tubazioni e impianti non può prescindere dalla EN 1092-1. La norma stabilisce dimensioni, forme costruttive e la correlazione pressione-temperatura per le flange circolari in acciaio, costituendo così la base affinché flangia, controflangia e guarnizione siano compatibili tra loro. Per fare la scelta giusta, conviene uno sguardo sistematico a tipi, superfici di tenuta, classi di pressione e materiali.

Inquadrare la EN 1092-1 come norma dimensionale

La EN 1092-1 è la norma dimensionale di riferimento per le flange circolari in acciaio con designazione PN. Definisce le dimensioni di accoppiamento come diametro esterno, cerchio dei fori, numero e diametro dei fori per bulloni nonché l'esecuzione della superficie di tenuta. La designazione PN fa sì che flange di uguale diametro nominale e uguale classe di pressione siano compatibili nella foratura. Da queste vanno distinte le flange secondo gli standard americani (designazione Class), che hanno schemi di foratura diversi e non possono essere combinate senza ulteriori accorgimenti con le flange PN.

Forme costruttive e tipi

A seconda del tipo di collegamento, della sollecitazione e del materiale della tubazione si impiegano diverse forme costruttive. Le più comuni sono:

• Flangia a collarino (Welding Neck): con collo di saldatura ed estremità da saldare, ben adatta a sollecitazioni elevate e pressioni variabili.
• Flangia cieca: per la chiusura a tenuta di estremità di tubazione o diramazioni.
• Flangia folle con cartella o con collarino da saldare: l'anello della flangia folle ruota liberamente, il collarino assorbe la forza di serraggio & facilita l'allineamento dei fori per bulloni.
• Flangia filettata: senza cordone di saldatura, per applicazioni in cui non si deve o non si può saldare.
• Flangia piana (slip-on): viene infilata sull'estremità del tubo e saldata, una soluzione economica nel campo delle pressioni più basse.

Superfici e gradini di tenuta

La forma della superficie di tenuta deve essere adatta alla guarnizione impiegata e al fluido. La EN 1092-1 prevede diverse esecuzioni consolidate:

• Superficie di tenuta liscia (forma B1/B2): lo standard per le guarnizioni piane, B2 con lavorazione più fine ad esempio per guarnizioni in materiale tenero.
• Linguetta e scanalatura: guida della guarnizione con accoppiamento di forma, indicata per pressioni più elevate e fluidi critici.
• Risalto e incavo: logica simile con contenimento definito della guarnizione.

È importante che entrambe le flange di un collegamento siano compatibili nella forma: la scanalatura va con la linguetta, il risalto con l'incavo. Due superfici di tenuta lisce vengono invece combinate con una guarnizione piana adeguata.

Classi di pressione e correlazione pressione-temperatura

La classe di pressione è indicata come pressione nominale PN; le più comuni sono PN6, PN10, PN16, PN25, PN40 e superiori. La PN è un valore di riferimento per la marcatura e la selezione dei componenti, non la pressione di esercizio ammissibile nel caso concreto. La pressione effettivamente ammissibile deriva dalla correlazione pressione-temperatura e dipende dal materiale e dalla temperatura di esercizio: con l'aumentare della temperatura la pressione ammissibile diminuisce nettamente. Per il dimensionamento è quindi sempre determinante la combinazione di classe PN, materiale e temperatura, non il valore PN da solo.

Scelta del materiale in funzione della tubazione

Il materiale della flangia deve essere adatto alla tubazione e alle condizioni di esercizio. Nella costruzione idraulica e impiantistica generale prevalgono gli acciai da costruzione non legati. Per temperature più elevate si impiegano acciai resistenti al calore, la cui resistenza si mantiene nel campo delle alte temperature. In caso di sollecitazione corrosiva o elevati requisiti di purezza si scelgono acciai inossidabili (inox). Fate attenzione che flangia e tubo siano compatibili dal punto di vista metallurgico e di saldatura, affinché il collegamento rimanga a tenuta e resistente nel tempo.

In breve: la EN 1092-1 classifica le flange circolari in acciaio in base a dimensioni, classi PN e superfici di tenuta. Decisivo per un collegamento a tenuta e resistente è che tipo di flangia, classe di pressione, forma della superficie di tenuta e materiale siano adatti alla tubazione e alla controflangia, e che la pressione ammissibile sia sempre determinata tramite la correlazione pressione-temperatura del materiale scelto.