Una valvola a flangia è un particolare tipo di valvola in cui una superficie rialzata, solitamente a forma di labbro o anello all’estremità del raccordo della valvola, è accoppiata a una scanalatura sul rivestimento a cui si attacca. Ciò conferisce alla connessione della valvola una maggiore resistenza nelle tubazioni per impieghi gravosi come quelle utilizzate nelle industrie chimiche e petrolifere. Le illustrazioni visive di come appare una flangia possono essere comunemente viste sulle ruote dei vagoni ferroviari o su quelle dei tram urbani, dove il labbro o la flangia in acciaio della ruota si inserisce all’interno di una scanalatura sul binario lungo il quale scorre. Le dimensioni delle flange e i giunti sono realizzati per conformarsi a uno dei numerosi standard dominanti, che includono il British Standard (BS) adottato dallo Standard Europeo (EN) 1092 nel giugno 2007, al quale anche lo standard dell’American Society of Mechanical Engineers (ASME) conforme. Una valvola flangiata può anche essere realizzata secondo specifiche simili dell’American National Standards Institute (ANSI) ampiamente utilizzate negli Stati Uniti.
I tipi di flange ampiamente utilizzati negli ambienti industriali di solito seguono una delle cinque forme dominanti, tra cui maschio e femmina (M&F), Raised Face (RF), Ring-Type Joint (RTJ), Flat Face (FF) e Tongue- e-Groove (T&G). Esistono anche diversi tipi principali di modelli di valvole a flangia che utilizzano queste forme di flangia, comprese valvole a sfera, valvole a farfalla, valvole di ritegno e valvole a saracinesca/chiusa. Anche i raccordi flangiati sono realizzati in uno dei quattro metalli primari, tra cui acciaio, ghisa, alluminio o rame. Lo scopo principale che la connessione a flangia serve su qualsiasi progetto di valvola a flangia è che aumenta la superficie delle superfici accoppiate, il che aumenta la resistenza alla trazione del materiale che costituisce la connessione. Sia il diametro interno che quello esterno della superficie di una flangia vengono misurati con precisione per misurare questa forza e valutare la valvola.
Il sistema a flangia RF è considerato il modello più diffuso, in cui un anello è sollevato sopra la superficie circolare piana di una piastra di collegamento che è imbullonata in linea su una serie di tubazioni. Le dimensioni della flangia nel design RF sono direttamente proporzionali alla pressione che il raccordo a flangia è costruito per gestire, con il modello di flangia ASME B16.5, ad esempio, con un’altezza della flangia di 1.6 millimetri (0.063 o 1/16 di pollice) , che può gestire una pressione volumetrica fino a 136 chilogrammi (300 libbre). Una flangia RF più sporgente di 6.4 millimetri (0.25 pollici) è classificata per gestire un livello di pressione fino a 1,134 chilogrammi (2,500 libbre). L’installazione di una valvola flangiata RF include anche una guarnizione in acciaio inossidabile a spirale che viene posizionata all’interno del tubo dove la valvola flangiata si accoppia al giunto scanalato sul raccordo opposto. Questa guarnizione è avvolta insieme a nastro di grafite e teflon, che rafforza la resistenza della connessione della valvola a flangia e del giunto del tubo in generale.
Altri tipi di flange vengono utilizzati per scopi molto specifici. La valvola a flangia FF ha una faccia piatta costruita con un materiale meno flessibile ma resistente, solitamente ghisa. Le flange FF come ASME B31.1 devono essere adattate su misura a rivestimenti in acciaio al carbonio e giunti o la natura fragile della flangia in ferro può rompersi.
I progetti di flange con giunto ad anello sono tra i più complicati e, in alcuni casi, utilizzano anelli di tenuta o guarnizioni in acciaio che impediscono alla flangia di entrare in contatto fisico con il giunto. Una valvola a flangia rotta può facilmente risultare se il tecnico schiaccia la guarnizione dopo aver serrato la connessione, poiché alcune flange RTJ sono destinate a entrare in contatto con il rivestimento opposto e altre no. Il design RTJ viene utilizzato principalmente in applicazioni con alta pressione e temperatura elevata.
Sebbene i design delle flange spesso sembrino molto simili e una flangia ANSI può assomigliare molto a una flangia ASME all’ispezione visiva, non devono essere mescolati e abbinati. Se i raccordi della valvola flangiata progettati RTJ, T&G o F&M sono imbullonati insieme, le superfici di contatto non si accoppiano con precisione e la valvola si guasta. A partire dal 2011, inoltre, non esistono guarnizioni con diverse impostazioni della flangia su ciascun lato, come F&M su un lato e RTJ sull’altro, quindi possono verificarsi perdite pericolose anche da guarnizioni non funzionanti in un assemblaggio difettoso.