DIN Standardı ve PN Değeri Nedir?

DIN ve PN Flanşlar Arasındaki Farklar ve Uygulama Rehberi

Endüstriyel tesislerde, boru hatlarının güvenli bir şekilde birbirine bağlanması için kullanılan ekipmanlardan biri de flanşlardır. Flanşlar, sadece iki boruyu birleştirmekle kalmaz; aynı zamanda vanalar, pompalar veya diğer ekipmanlarla olan bağlantılarda da sızdırmazlık ve montaj kolaylığı sağlar. Bu yüzden doğru flanş seçimi, hem güvenli bir tesis çalışması hem de uzun ömürlü bir sistem için büyük önem taşır.

Ancak flanş seçimi yapılırken birçok teknik terimle karşılaşılır. Özellikle satın alma deprtmanları veya sektöre dair sınırlı bilgisi olan profesyoneller için bu terimlerin ne anlama geldiğini anlamak ilk başta zorlayıcı olabilir. Flanşların üzerinde yer alan “DIN” ya da “PN16”, “Class 150” gibi ifadeler neyi anlatır? Bunlar flanşın ölçüsünü mü gösteriyor yoksa dayanabileceği basıncı mı? Ve daha da önemlisi, birbirlerinin yerine kullanılabilirler mi?

Bu yazıda, özellikle sık karşılaşılan iki terim olan DIN flanş ve PN flanş kavramlarını açıklayacağız. Her iki terimin ne anlama geldiğini, neyi ifade ettiğini ve birbiriyle nasıl ilişkili olduğunu örneklerle ele alacağız. Eğer siz de bir projeye flanş seçmeniz gerekiyorsa, teknik şartnameye uygun bir ürün almak istiyorsanız yazımızı okuyabilir veya teknik ekibimizden destek alabilirsiniz.

Flanş Basınç Sınıflarına Detaylı Bakış ASME/ANSI ve DIN/EN

Flanş ölçüleri ve basınç dayanım sınıfları, farklı standart organizasyonları tarafından tanımlanır. En yaygın iki standart: Amerikan ASME/ANSI standardı ve Avrupa DIN/EN standardıdır. ASME B16.5 (ANSI) standardı flanşlar için Class 150, Class 300, Class 600... gibi basınç sınıflarını kullanırken, DIN EN 1092-1 (eski DIN standardı) flanşlarda PN6, PN10, PN16... gibi nominal basınç değerlerini kullanır. Her iki sistem de flanşların basınca dayanma kapasitelerini sınıflandırsa da kullandıkları birimler ve yaklaşım yöntemleri farklıdır.

DIN kısaltması, Almanca “Deutsches Institut für Normung” (Alman Standardizasyon Enstitüsü) anlamına gelir. Günümüzde Avrupa’da flanş ölçülerini belirleyen standart EN 1092-1 olmasına rağmen, sektörde hala yaygın olarak “DIN flanş” tabiri kullanılır (EN 1092-1 standardı eski DIN normlarını büyük ölçüde karşılar). Bu Avrupa standartlarında flanş boyutları milimetre cinsinden DN (Nominal Çap) olarak belirtilir ve basınç dayanımı PN (Nominal Basınç) değeriyle ifade edilir.

Örneğin DN100 bir flanş, yaklaşık 4 inçlik (NPS 4) bir boru çapına denk gelir. ASME/ANSI standardında ise flanş boyutları inç cinsinden Nominal Pipe Size (NPS) ile verilir ve basınç sınıfı Class değeriyle anılır (örn. 4" Class 150). Bu nedenle bir flanş tanımlanırken standart (ANSI veya DIN/EN), boyut (DN veya inç) ve basınç sınıfı (PN veya Class) birlikte belirtilmelidir. Doğru ve eksiksiz tarif, tedarik sürecinde doğru flanşın seçilmesi için kritiktir.

PN (Nominal Basınç) Nedir?

PN, İngilizce “Nominal Pressure” kavramının kısaltmasıdır (Türkçede anma basıncı da denir). PN değeri, bir boru elemanı veya flanşın 20°C sıcaklıkta dayanabileceği nominal basıncı bar cinsinden ifade eder. Yani PN16 olarak belirtilen bir flanş, ideal koşullarda 16 bar çalışma basıncına uygun tasarlanmıştır. Avrupa standartlarında flanşlar genellikle PN6, PN10, PN16, PN25, PN40 gibi serilerle sınıflandırılır. Sayı yükseldikçe, flanşın tasarım gereği daha kalın/sağlam yapıda olduğu ve daha yüksek basınçlara dayanabildiği anlaşılır. Örneğin PN40 bir flanş, PN10 bir flanşa göre çok daha yüksek basınçlara güvenle dayanacak şekilde imal edilmiştir.

Önemle vurgulayalım: PN değeri nominal bir referanstır. Flanşın gerçekte dayanabileceği maksimum basınç, kullanılan malzemeye ve sıcaklığa bağlı olarak değişir. EN 1092-1 standardında her malzeme grubu için, sıcaklık arttıkça izin verilen çalışma basıncının nasıl düştüğünü gösteren basınç-sıcaklık tabloları bulunur. Ancak genel pratikte, oda sıcaklığı referans alınarak PN değeri üzerinden değerlendirme yapılır.

ASME Basınç Sınıfları (Class) Nedir?

ASME/ANSI flanş standartlarında kullanılan Class terimi (ör. Class 150, 300, 600…), basınç dayanım kategorisini ifade eder. Bu sayı doğrudan bir basınç birimine (ör. bar veya psi) karşılık gelmez; bunun yerine flanşın belirli bir malzeme ile belirli bir sıcaklıkta dayanabileceği maksimum çalışma basıncı aralığını tanımlar. Class değeri yükseldikçe flanşın basınca dayanımı artar (çünkü boyutları ve et kalınlığı artar), ancak gerçek dayanım değeri için ilgili standardın tablosuna bakmak gerekir.

Örneğin Class 150 olarak sınıflandırılmış bir ANSI flanş, tipik bir malzeme olan ASTM A105 dövme karbon çeliği ile oda sıcaklığı (~20-38°C) civarında yaklaşık 19.6 bar (285 psi) basınca kadar dayanabilir. Aynı flanş 200°C sıcaklıkta ise yaklaşık 17.9 bar’a, 400°C’ye çıktığında ~13.8 bar’a kadar izin verir (sıcaklık arttıkça malzeme dayanımı azaldığı için). Benzer şekilde Class 300 bir flanş, oda sıcaklığında kabaca 51 bar (740 psi) civarında çalışabilirken yüksek sıcaklıkta bu değer düşecektir. Tüm bu bilgiler, ASME B16.5 standardındaki ayrıntılı basınç-sıcaklık (P-T) tabloları ile tanımlanmıştır. Bu nedenle Class değeri bir tasarım basınç kategorisidir ve ilgili flanşın hangi basınçta çalışabileceği, malzeme türüne ve sıcaklığa bağlı olarak her zaman tabloyla doğrulanmalıdır.

Class 150 ve PN16 Eşdeğer mi?

Sıklıkla, ANSI Class 150 flanşların PN16 flanşlarla aynı şey olup olmadığı sorulur. Kısa cevap: Hayır, Class 150 basınç sınıfı PN16’dan biraz daha yüksek bir değere denk gelir. Yukarıda belirtildiği gibi Class 150 bir flanş, uygun malzemeyle ortam sıcaklığında yaklaşık 19.6 bar’a (285 psi) kadar çalışabilirken, PN16 flanşlar nominal olarak 16 bar için tasarlanmıştır. Bu açıdan Class 150 kabaca PN20 seviyesine karşılık gelir denebilir. Aynı şekilde Class 300 yaklaşık PN50, Class 600 ise PN100 düzeyindedir. Aşağıda, yaygın bazı ASME basınç sınıflarının yaklaşık PN karşılıkları listelenmiştir:

Class 150 ≈ PN 20 (≈19.6 bar @ 20°C)
Class 300 ≈ PN 50 (≈51 bar @ 20°C)
Class 600 ≈ PN 100 (≈102 bar @ 20°C)
Class 900 ≈ PN 150 (≈153 bar @ 20°C)
Class 1500 ≈ PN 250 (≈255 bar @ 20°C)
Class 2500 ≈ PN 420 (≈425 bar @ 20°C)

Not: Yukarıdaki karşılaştırmalar oda sıcaklığındaki yaklaşık değerlere göredir. Gerçek mühendislik tasarımında malzeme cinsi ve çalışma sıcaklığı dikkate alınarak, her standardın kendi basınç-sıcaklık tabloları üzerinden kesin kontroller yapılmalıdır.

Bununla birlikte, Class 150 ile PN16 değerlerinin farklı olması, sadece rakamsal bir karşılaştırmadan ibaret değil. Aynı zamanda ANSI/ASME standardındaki Class 150 flanşı ile EN/DIN standardındaki PN16 flanşı fiziksel boyutlar ve delik düzeni açısından da birebir aynı değildir. Yani sadece basınç dayanımı yeterli diye, bir Class 150 flanşı doğrudan PN16 flanşın yerine kullanılamaz; iki standardın flanşlarının cıvata delik sayıları, çapları ve dizilimleri genellikle uyumlu değildir. Örneğin, DN100 PN16 bir Avrupa flanşının cıvata deliği çapı ve sayısı, 4" Class 150 bir ANSI flanşından farklı olabilir. Dolayısıyla farklı standartlara ait flanşları birbirinin yerine bağlamaya kalkmak, sızdırmaz bir bağlantı sağlamayacaktır.

Flanş Seçimi Yaparken Dikkat Edilmesi Gerekenler

Satın almacılar ve sektöre yeni mühendisler için, proje ihtiyaçlarına uygun doğru flanşı seçmek birkaç kritere dikkat etmeyi gerektirir:

Standart ve Basınç Sınıfı Uyumuna Dikkat: Sipariş verirken flanşın standardını (ANSI/ASME veya DIN/EN), nominal çapını (örn. DN100 ya da 4"), basınç sınıfını (PN veya Class) ve malzeme kalitesini açıkça belirtin. Bu bilgiler birbiriyle uyumlu olmalıdır. Örneğin EN 1092-1 standardına göre DN100 PN16 bir flanş isteniyorsa, bunun ANSI Class 150 flanşla karıştırılmaması gerekir. Aynı şekilde, proje gereği ANSI standartlı bir vana kullanılacaksa, karşı flanşın da ANSI Class değerine uygun seçilmesi şarttır. Aksi halde bağlantı sırasında boyut veya delik uyumsuzluğu yaşanır.
Çalışma Basıncı ve Sıcaklığı: Sisteminizin maksimum çalışma basıncı ve sıcaklığına göre uygun flanş sınıfını seçin. Yüksek sıcaklıklarda malzemelerin mukavemeti azaldığından, kataloglardaki basınç-sıcaklık tablolarını inceleyerek yeterli güvenlik payına sahip bir sınıf belirleyin. Örneğin 200°C’de PN16 olarak adlandırılan bir flanşın taşıyabileceği güvenli basınç, 16 barın oldukça altında olabilir; benzer şekilde Class 150 bir flanşın kapasitesi de 300°C’de ilk değerinin çok altına düşer. Basınç sınıfı seçerken her zaman en yüksek sıcaklıkta yeterli basınca dayanabilecek bir sınıf alın ki işletme sırasında emniyetli olun.
Malzeme Seçimi: Flanşın imal edildiği malzeme, basınç ve sıcaklık dayanımını doğrudan etkiler. Karbon çelik flanşlar (örneğin ASTM A105 malzeme) genel olarak ekonomiktir ve oda sıcaklığında yüksek dayanım sunar, ancak sıcaklık yükseldikçe dayanım değerleri bir miktar düşebilir. Paslanmaz çelik flanşlar ise korozyon direnci yüksek olmasıyla beraber, çalışma sıcaklığına bağlı olarak farklı dayanım gösterir; bazı paslanmaz kalite çelikler yüksek sıcaklıklarda mukavemetini korurken, bazıları belirli bir sıcaklığın üzerinde hızlı dayanım kaybedebilir. Projenizin gerektirdiği basınç, sıcaklık ve ortam koşullarına göre uygun malzemeyi seçmek kritiktir (Bu konuda daha detaylı bilgi için bkz. Karbon çelik ve paslanmaz çelik flanşlar).
Flanş Tipi: Flanşın tasarımı (tipi) da bağlantının güvenilirliği ve basınç dayanımı açısından önem taşır. Örneğin yüksek basınç ve sıcaklık altında en güvenilir bağlantı yöntemlerinden biri kaynak boyunlu flanş kullanmaktır. Uzun ve konik bir boyna sahip olan bu flanşlar, boruya kaynaklandığında mükemmel bir bütünlük sağlar ve gerilimi kaynak bölgesinden flanşa kademeli aktardığı için sızdırmazlık performansı yüksektir. Buna karşın düz veya slip-on (geçme) flanşlar montaj kolaylığı sağlasalar da genellikle daha düşük basınçlı uygulamalarda kullanılır. Hat sonlarında sistemi kapatmak için kör flanşlar, sökülebilir bağlantılar için dişli (rekor) flanşlar veya soket kaynaklı flanşlar gibi çeşitli flanş tipleri mevcuttur. Projenize en uygun flanş tipini belirlemek için ihtiyaç duyarsanız Flanş çeşitleri nelerdir? başlıklı rehberimizden yararlanabilirsiniz.
Özel Durumlar (Adaptör ve Geçiş Parçaları): Mevcut bir tesisatta farklı standartların bir arada kullanılması zorunluysa (örneğin, bir tarafta ANSI Class flanşlı bir vana, karşı tarafta PN standartlı bir hat varsa), doğrudan bağlantı mümkün olmayacağı için özel çözüm gerekebilir. Bu gibi durumlarda iki farklı flanş standardını birbirine bağlamak amacıyla özel delik dizilimine sahip adaptör flanşlar veya spool parçalar tasarlanabilir. Firmamız, ihtiyaç duyulduğunda proje spesifik özel üretim parçalar ile bu tür bağlantı sorunlarına mühendislik odaklı çözümler sunabilmektedir. Yine de en ideali, sistem tasarımının en başından itibaren tüm bağlantı elemanlarında tek bir standart (ya hep ANSI ya hep EN/DIN) seçilerek tutarlı ilerlenmesidir.

Özetle, DIN/EN ile ASME/ANSI flanş standartlarının basınç sınıfları (PN vs Class) birebir eşdeğer değildir ve aralarında hem kavramsal hem fiziksel farklar vardır. Satın almacıların ve mühendislerin, proje gereksinimlerine uygun flanşı seçerken bu kavramları doğru şekilde anlamaları ve yorumlamaları önemlidir. Her zaman flanşın standart, boyut, basınç sınıfı ve malzeme özelliklerini birlikte değerlendirip, gerekiyorsa uzmanlardan danışmanlık alarak en güvenli ve verimli seçimi yapmanız tavsiye edilir. Böylece hem uyumlu bir montaj gerçekleştirebilir hem de işletme esnasında güvenli bir sistem sağlamış olursunuz.