Come scegliere tra un tornio per flange a montaggio interno e un tornio per flange a montaggio esterno?

Il supporto errato non si monterà sulla flangia. Il lavoro quindi si interrompe in corrispondenza del tubo. L'accesso al foro, l'appoggio esterno e le vibrazioni determinano se il montaggio debba essere interno o esterno.

Un tornio per flange a disco con montaggio interno è la scelta ideale quando il foro è completo e può essere afferrato, solitamente a partire da 50 mm. Un tornio per flange a montaggio esterno è la scelta preferibile quando il foro è ostruito o troppo piccolo, o quando le vibrazioni della nave richiedono un serraggio esterno rigido.

I torni per flange a montaggio interno ed esterno non si fissano nello stesso punto. Il primo si espande all'interno del foro. Il secondo blocca il bordo esterno. Un foro ostruito, un rivestimento a filo o un ponte soggetto a vibrazioni rendono impossibile uno di questi due montaggi. Tale differenza di montaggio è ciò che distingue un mandrino a disco interno da una macchina a montaggio esterno.

Qual è la differenza di montaggio tra un mandrino a disco interno e un tornio per flange a montaggio esterno?

I torni per flange a montaggio interno ed esterno si fissano in punti diversi della flangia. Quello errato non potrà quindi essere installato. La posizione del morsetto è la differenza.

Un mandrino a disco interno si espande verso l'esterno a partire dal foro della flangia. Un tornio per flange a montaggio esterno si serra verso l'interno partendo dal bordo esterno. Il montaggio interno utilizza il foro per il centraggio. Quello esterno non necessita affatto del foro.

Disco interno: espansione nel foro

Un mandrino a disco interno inserisce le gambe di supporto nel foro della flangia. Le gambe si espandono verso l'esterno e premono sulla parete del foro. Il corpo della macchina poggia sulla faccia della flangia e ruota. Il foro stesso centra la macchina, quindi la coassialità è più facile da mantenere¹. Flange cave di grandi dimensioni, estremità di tubi e altre superfici con un foro passante completo sono adatte a questo tipo di montaggio. Una spianatrice per flange portatile necessita comunque di questo sistema di serraggio prima che la superficie di tenuta venga lavorata.

Montaggio esterno: bloccaggio del bordo esterno

Un tornio per flange a montaggio esterno utilizza gambe di supporto esterne. Le gambe afferrano il diametro esterno della flangia e tirano verso l'interno. La macchina è sospesa sulla flangia e non richiede spazio a terra. Il foro può essere ostruito, troppo piccolo, usurato o chiuso. Tale condizione non impedisce il montaggio. Su un ponte soggetto a vibrazioni, le gambe esterne unite a un ancoraggio saldato a punti formano inoltre un anello chiuso più rigido rispetto a un manicotto di espansione.

Cosa deve essere verificato sulla flangia

Un foro sporco sposta il montaggio interno fuori centro. Il montaggio esterno necessita di almeno 50 mm di superficie di appoggio libera esternamente. Una flangia a filo con un rivestimento, chiusa da tubi o incassata non lascia spazio per il posizionamento delle gambe esterne. In tal caso è necessario utilizzare il montaggio interno o gambe lunghe personalizzate. I tubi adiacenti che impediscono alle gambe interne di espandersi costringono a passare al sistema opposto.

Montaggio	Posizione del serraggio	Necessita di un foro utilizzabile?	Vestibilità tipica
Disco interno	Si espande sulla parete del foro	Sì	Diametro interno completo e ampio
Montaggio esterno	Afferra il bordo esterno	No	Foro ostruito, piccolo o usurato

Perché una flangia cieca o con accesso al diametro interno favorisce il tornio per flange a disco con montaggio interno?

Il bordo esterno di una flangia cieca o imballata è spesso ostruito. Le staffe esterne non hanno quindi alcun appoggio. Il foro è l'unico percorso ancora libero.

Una flangia cieca o con accesso al diametro interno favorisce un tornio a disco con montaggio interno perché il bordo esterno è spesso ostruito da tubi, valvole o un involucro. Il mandrino si espande nel foro, corrisponde al riferimento del foro e non necessita di appoggio esterno.

Il bordo esterno è spesso ostruito

Le flange cieche e quelle con accesso al diametro interno sono spesso posizionate su tubi, valvole o pompe. Le parti adiacenti chiudono quindi il bordo esterno. Le griffe esterne non possono raggiungere o non possono fare presa. Un mandrino a disco interno si espande dal foro e non occupa alcuno spazio esterno. Le flange incassate e quelle a filo con un involucro presentano lo stesso problema esterno. Le staffe esterne non hanno punti di appoggio. Il montaggio interno è quindi l'unica soluzione percorribile.

Il foro è il riferimento per la spianatura

La lavorazione della faccia della flangia utilizza spesso il foro come riferimento di posizionamento. L'espansione interna parte dallo stesso riferimento, quindi lo scostamento del riferimento rimane minimo. Le estremità dei tubi e le facce con accesso al diametro interno che presentano ancora un foro completo si adattano al mandrino. Una copertura senza diametro interno utilizzabile non rientra in questo caso. Tale lavoro richiede un bloccaggio esterno.

La corsa della griffa deve comunque corrispondere

La forza di espansione interna cambia con la posizione della griffa. La corsa efficace della griffa deve coprire il foro. Anche la dimensione della connessione della flangia deve corrispondere al foro del mandrino della macchina. Un diametro da catalogo corretto non verrà comunque montato se questi due accoppiamenti non corrispondono. Le foto dell'appoggio esterno e una misurazione del foro devono essere incluse nel controllo prima dell'invio della macchina.

Condizione della flangia	Perché si preferisce il disco interno	Quando non è indicato
Diametro esterno ostruito da tubi, valvole o un involucro	Le staffe esterne non hanno appoggio	Il diametro esterno è libero e il foro è chiuso
Il diametro interno è completo e accessibile	Il mandrino si espande sul riferimento del foro	Nessun foro utilizzabile
Faccia dell'estremità del tubo con diametro interno	Lo spazio esterno è spesso limitato	Copertura solida senza diametro interno
Flangia incassata o a filo	Le gambe esterne non possono poggiare	Esistono gambe esterne lunghe personalizzate

Quando si dovrebbe utilizzare un tornio per flange a disco con montaggio interno o un tornio per flange a montaggio esterno in officina o a bordo di una nave?

Le lavorazioni in officina e a bordo nave non condividono lo stesso tipo di montaggio. Un foro passante favorisce il montaggio interno. Un foro ostruito, un ponte soggetto a vibrazioni o un portello stretto favoriscono il montaggio esterno.

Un tornio con disco di montaggio interno è adatto a lavori in officina o a bordo nave quando il foro è passante e di grandi dimensioni. Un tornio a montaggio esterno è adatto a fori ostruiti, ponti vibranti, spazi ristretti o alimentazione a 220 V. È il foro insieme al sito di lavoro a determinare la scelta, non una regola fissa.

Esamina il foro, poi il sito di lavoro

Non esiste una soluzione universale. Il foro rappresenta la prima verifica in loco. Un foro passante, regolare e accessibile, specialmente su grandi diametri, favorisce il montaggio interno. I piedini si espandono dal foro, si autocentrano e mantengono la coassialità per le superfici di tenuta e le sedi per guarnizioni ottagonali o RX². Un foro ostruito, usurato o chiuso favorisce il montaggio esterno. I piedini fanno presa sul diametro esterno (OD). La macchina si aggancia alla flangia. Una flangia grande con accesso al foro favorisce il montaggio interno. Un buon bordo esterno con foro ostruito favorisce quello esterno. Una piccola riparazione temporanea della faccia favorisce innanzitutto un modello a manovella.

All'interno dell'officina

Le grandi flange con fori passanti mantengono una geometria più precisa con il montaggio interno. Una planarità di 0,05 mm e Ra ≤ 3,2³ è un risultato tipico del montaggio interno su flange di processo DN50–DN300 e può soddisfare le norme ASME B16.5⁴. Collettori e bocchelli di recipienti superiori al DN300 con diametro interno (ID) passante sono anch'essi adatti al montaggio interno. Una faccia DN600 con foro passante è un lavoro da eseguire internamente. Fori usurati in modo irregolare e coperture chiuse richiedono un montaggio esterno. Danni più profondi di 30 mm potrebbero richiedere bracci portautensile estesi⁵, o una ricarica di saldatura prima della lavorazione. Al di sotto del DN300, un foro ostruito o uno spazio ristretto in officina favoriscono il montaggio esterno.

A bordo nave

I ponti e le piattaforme offshore sono soggetti a vibrazioni. L'espansione interna può subire micro-slittamenti⁶. . I piedini esterni sul diametro esterno (OD) uniti a un ancoraggio saldato a punti garantiscono un circuito più rigido⁷. Il montaggio interno non è sempre più preciso. In un lavoro soggetto a vibrazioni, il circuito chiuso esterno rappresenta il montaggio più stabile.

L'alimentazione a bordo nave è spesso 440 V / 60 Hz o 690 V⁸. Le grandi macchine interne potrebbero richiedere 380 V. Molti modelli esterni funzionano a 220 V monofase tramite un trasformatore navale. Un modello che accetta 220 V ±10% è più facile da alimentare.

I portelli e i passi d'uomo delle torri possono essere più piccoli della cassa di imballaggio. Le macchine esterne spesso si smontano per il trasporto. Un'unità interna a manovella da 15 kg⁹ può passare attraverso un corridoio di tubazioni o un angolo della sala pompe senza motore e senza cavo. Il tempo in bacino di carenaggio è breve. Il montaggio esterno può essere eseguito, tagliato e rimosso in un giorno, evitando che una valvola debba lasciare la nave per l'officina.

Sito / condizione	Montaggio preferito	Perché
Alesaggio completo, DN300+ o DN600+	Disco interno	Autocentraggio e coassialità
DN50–DN300, alesaggio completo, officina	Disco interno	0,05 mm / Ra ≤ 3,2 tipico
Alesaggio bloccato o usurato, officina	Montaggio esterno	Presa sul diametro esterno (OD), non richiesto il diametro interno (ID)
Vibrazioni della nave / oscillazioni offshore	Montaggio esterno	Anello rigido, meno micro-slittamento
Solo 220 V, o nessuna alimentazione	220 V esterno, o manovella da 15 kg	Potenza e accesso
Portello stretto o galleria di tubazioni	Esterno (smontabile) o a manovella	Dimensione del passaggio

Cosa succede se il foro della flangia è troppo piccolo per la portata del mandrino a disco?

Un mandrino a disco che non può entrare nell'alesaggio non può essere montato. Forzarlo internamente causa tagli eccentrici sulla faccia. Il metodo di bloccaggio deve essere modificato.

Se l'alesaggio della flangia è troppo piccolo per la portata del mandrino a disco, la prima mossa è il bloccaggio con montaggio esterno sul bordo esterno. Artigli più piccoli o un mandrino di espansione sono l'alternativa quando è necessario mantenere il bloccaggio interno. Il limite inferiore di bloccaggio è più importante del limite superiore di lavorazione.

Cambiare il morsetto, non forzare il disco

Un alesaggio troppo piccolo per il mandrino a disco non può sopportare l'espansione interna. Forzare il mandrino porta a un montaggio errato o a una presa all'estremità della corsa degli artigli, con conseguente perdita di forza. La prima modifica da apportare è il montaggio esterno. I bordi esterni regolari consentono alle gambe o agli artigli di fare presa sul diametro esterno (OD). In questo caso, la dimensione dell'alesaggio non è rilevante. Alcune macchine tagliano da 0 a 300 mm e bloccano circa da 50 a 305 mm sul diametro esterno¹⁰. Tali intervalli sono progettati per flange piccole con alesaggi ostruiti o usurati. La verifica durante l'acquisto consiste nel controllare se il limite inferiore del diametro di bloccaggio copre il diametro esterno della flangia. Il limite superiore del diametro di lavorazione non è il criterio corretto per questa verifica. Lavorazioni di emergenza su diametri ridotti possono scendere fino a 25,4 mm su un modello manuale esterno.

Mantenere il bloccaggio interno solo con artigli più piccoli o un mandrino di espansione

Il bloccaggio interno può essere mantenuto se si adattano artigli più piccoli, o se un mandrino di espansione nel cono del mandrino sostiene l'alesaggio piccolo. Alcuni mandrini accettano artigli sostituibili e possono ridurre l'intervallo di serraggio. La forza di serraggio cambia comunque con la posizione dell'artiglio. A un diametro ridotto, la corsa è vicina al suo arresto e la presa può diminuire. Ciò deve essere confermato prima dell'inizio del lavoro.

Allineare dopo il montaggio

Un comparatore a quadrante deve verificare il montaggio. Il disallineamento (runout) deve rimanere entro 0,05 mm prima del taglio¹¹. Un errore maggiore provoca una svasatura. Se anche il bordo esterno è irregolare e il foro è ancora troppo piccolo, l'unica soluzione rimanente potrebbe essere un dispositivo speciale o l'invio in officina esterna.

Opzione	Quando funziona	Cosa verificare
Montaggio esterno sul diametro esterno (OD)	Il bordo esterno è regolare	Il limite inferiore del diametro di serraggio copre l'OD
Griffe più piccole o un mandrino espandibile	È necessario mantenere il montaggio interno e rimane un diametro interno (ID) piccolo	Corsa della griffa e presa residua al diametro piccolo
Allineamento con comparatore a quadrante	Dopo qualsiasi montaggio	Disallineamento entro 0,05 mm prima del taglio
Dispositivo speciale o invio in officina esterna	L'OD è irregolare e il foro è ancora troppo piccolo	Condizioni in loco, non il limite superiore da catalogo

Conclusione

Il foro aperto e grande richiede un montaggio interno. Un foro ostruito o una tavola vibrante richiedono un montaggio esterno. Lo spazio di appoggio deve essere confermato prima della spedizione della macchina.

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