Какие фланцы наиболее распространены в трубопроводе? Как они выглядят? Ключевыми типами фланцев являются воротниковый, с удлиненным воротником, плоский, раструбный, свободный, резьбовой и заглушка. В дополнение к этим стандартным фланцам существуют некоторые специальные, называемые велдофланец/нипофланец и элбофланец, поворотный фланец, фланец расширения и выпускной фланец.
Стандартные типы фланцев
Тип фланца, который будет использоваться для трубопровода, зависит, главным образом, от требуемой прочности фланцевого соединения. Фланцы используются, в качестве альтернативы сварным соединениям, для облегчения операций по техническому обслуживанию (фланцевое соединение может быть демонтировано быстро и удобно).
Далее описаны ключевые типы фланцев с изображениями.
Воротниковый фланец
- Фланец с приваренной горловиной («WN») имеет длинную коническую втулку, которая может быть приварена с помощью трубы.
- Этот тип фланца обычно используется в условиях высокого давления и при высоких/низких температурах, когда требуется беспрепятственный поток жидкости, транспортируемой трубопроводной системой (отверстие фланца совпадает с отверстием трубы).
- Отсутствие перепадов давления предотвращает негативные эффекты, такие как турбулентность и эрозия/коррозия металлов вблизи фланцевых соединений.
- Коническая втулка обеспечивает плавное распределение механического напряжения между трубой и приварным фланцем с горловиной и облегчает проведение рентгенографических проверок для выявления возможных утечек и дефектов сварки.
- Размер фланца (NPS и schedule) должен соответствовать размеру соединительной трубы.
- Фланец приварной с горловиной соединен с трубой одним V-образным стыковым сварным швом с полным проходом.
Фланец приварной с удлиненным воротником
Приварные фланцы с удлиненным воротником («LWN») аналогичны фланцам с приварной горловиной, за исключением того, что горловина (коническая втулка) вытянута и действует как расточка.
Фланцы с удлиненным воротником обычно используются на сосудах, колоннах или бочках. Эти типы фланцев доступны также в вариантах с тяжелой втулкой (HB) и равной втулкой (E).
Фланец плоский приварной
- Плоский приварной фланец соединяется с трубой или фитингами двумя угловыми сварными швами, один выполняется внутри, а другой — снаружи полости фланца.
- Размер отверстия плоского фланца больше, чем наружный диаметр соединительной трубы, поскольку труба должна скользить внутри фланца, чтобы соединиться при выполнении углового шва.
- Плоские фланцы также определяются как «накидные фланцы», и их легко узнать благодаря их тонкой и компактной форме.
-
Разница между воротниковым и плоским фланцем - Фланцевые соединения, изготовленные с помощью плоских фланцев, впоследствии, более хрупкие, чем соединения, выполненные с помощью фланцев с приваренной горловиной (при аналогичных условиях эксплуатации). Это очевидно из-за следующих фактов:
- Фланец с приваренной горловиной имеет коническую втулку, отсутствующую на фланце с приварным гнездом, который более равномерно распределяет механическое напряжение между трубой и фланцем.
- Сварочное соединение встык — одна сварочная зона вместо двух (фланец воротниковый).
Еще одно преимущество фланца с приваренной горловиной заключается в том, что его можно соединять либо с трубами, либо с фитингами, тогда как фланцы с раструбным соединением подходят только для труб.
Резьбовой фланец
Резьбовые фланцы соединяются с трубами путем навинчивания трубы (с наружной резьбой, обычно NPT согласно ASME B1.20.1) на фланец без шовных сварных швов (однако в некоторых случаях небольшие сварные швы применяются для увеличения прочности соединения ).
Резьбовые фланцы доступны в размерах до 4 дюймов и различных номинальных давлениях, однако они используются, в основном, для трубопроводов небольшого размера в условиях низкого давления и при низких температурах, таких как водопроводные и воздушные коммуникации.
Резьбовые фланцы также являются обязательными во взрывоопасных зонах, таких как автозаправочные станции и установки, так как выполнение сварных соединений в таких средах было бы опасным.
Раструбный фланец
Раструбные фланцы соединяются с трубами с помощью единого углового шва, выполняемого на внешней стороне фланца (отличается от типа плоского фланца, который требует двух сварных швов).
Согласно ASME B31.1, для выполнения фланцевого соединения с использованием раструбного фланца труба сначала должна быть вставлена в гнездо фланца, пока не достигнет нижней части фланца, затем она должна быть поднята на 1,6 мм и, наконец, заварена.
- Этот зазор следует оставить, чтобы обеспечить правильное расположение трубы внутри фланцевой муфты после затвердевания сварного шва.
- Соединительные фланцевые соединения используются для трубопроводов небольшого размера и высокого давления, которые не переносят высококоррозионные жидкости.
- Это связано с тем, что эти типы фланцев подвержены коррозии в зоне зазора между концом трубы и буртиком муфты.
- Их статическая прочность фланцев сварного шва сходна с плоскими фланцами, но их усталостная прочность выше из-за наличия единственного вместо двойного углового шва.
Свободный фланец
- Свободные фланцы имеют плоскую поверхность и всегда используются вместе с заглушкой.
- Свободные фланцы напоминают по форме плоские фланцы, за исключением радиуса на пересечении поверхности фланца и отверстия для размещения фланцевого участка заглушки.
- Фланец свободный на приварном кольце проскальзывает по трубе и опирается на заднюю часть патрубка, и оба они удерживаются вместе при помощи болтов.
- Использование свободных фланцев в сочетании с наконечниками является экономически эффективным решением для трубопроводов из нержавеющей стали или никелевого сплава, поскольку материал свободного фланца может быть более низкого качества (как правило, углеродистая сталь), чем материал патрубка (который должен соответствовать марке трубы, так как находится в контакте с транспортируемой жидкостью).
- Таким образом, это решение имеет следующие два преимущества:
- снижает общую стоимость фланцевых соединений трубопровода, поскольку использование высококачественных материалов сведено к минимуму;
- операции с болтами упрощены, так как свободный фланец может вращаться вокруг трубы, чтобы облегчить выравнивание болтов.
Глухой фланец
- В отличие от всех типов фланцев, указанных выше, глухие фланцы не имеют центрального отверстия и используются для заглушения или уплотнения трубопровода, клапана/сосуда под давлением и блокирования потока жидкости.
- Глухие фланцы должны выдерживать значительные механические нагрузки из-за давления в системе и требуемых болтовых усилий.
- Глухие фланцы обеспечивают легкий доступ к трубопроводу, поскольку их можно легко отстегнуть, чтобы оператор мог выполнять действия внутри конца трубы (это также причина, по которой иногда глухой фланцевый тип используется в качестве люка для сосудов под давлением) ,
- Может быть интересно, что, хотя этот тип фланцев проще в изготовлении, они продаются по средней цене за килограмм по сравнению с другими типами фланцев.
Особые типы фланцев
Нипофланец
- Нипофланец используется для отводов под углом 90 градусов и представляет собой изделие, изготовленное путем соединения фланца с приваренной горловиной с кованым ниппелем.
- Тем не менее, нипофланец представляет собой цельный кусок кованой стали, а не два разных продукта, сваренных вместе.
- Для установки нифофланца персонал по обслуживанию трубопровода должен приварить ниппельную часть устройства к рабочей трубе и прикрутить фланцевую часть к фланцу разветвленной трубы.
Нипофланцы доступны в различных материалах, таких как углеродистая сталь ASTM A105 (высокотемпературная обработка), ASTM A350 (низкотемпературная углеродистая сталь), ASTM A182 (марки нержавеющей стали, включая дуплекс и супер дуплекс) и никелевые сплавы (Inconel, Incoloy, Hastelloy и т.д.).
Нипофланцы также изготавливаются в усиленном варианте, который обладает дополнительной механической прочностью по сравнению со стандартным нипофланцем.
Велдофланец
Велдофланец в принципе похож на нипофланец, так как он представляет собой комбинацию фланца с приваренной горловиной и соединения фитинга ответвления (в данном случае велдолет). Велдофланцы сделаны из единственного куска твердой кованой стали, не сваривая отдельные части вместе.
Элбофланец и латрофланец
Другими менее распространенными типами фланцевых олетов являются так называемые элбофланец (комбинация фланца и элболета) и латрофланец (комбинация фланца с латролетом). Элбофланцы используются для разветвления трубопровода под углом 45 градусов.
Поворотный фланец
Поворотные фланцы облегчают выравнивание отверстий под болты между двумя сопряженными фланцами, что полезно во многих обстоятельствах, таких как установка трубопроводов большого диаметра, подводных и морских трубопроводов, работы на мелководье и в аналогичных условиях. Поворотные фланцы подходит для нефти, газа, углеводородов, воды, химических и других жидкостей, требующих применения в нефтехимической и водохозяйственной сферах.
Например, в случае трубопровода большого диаметра труба оснащена на одном конце стандартным воротниковым фланцем и поворотным фланцем на другом конце: просто вращая поворотный фланец на трубе, оператор может достичь идеального выравнивания отверстий под болты более простым и быстрым способом.
Основными стандартами для фланцев с поворотным кольцом являются ASME/ANSI, DIN, BS, EN, ISO и т.д. Наиболее распространенным стандартом для нефтехимического применения является ANSI/ASME B16.5 или ASME B16.47.
Поворотные фланцы доступны во всех стандартных формах обычных фланцев, то есть, воротниковые, плоский, свободный, раструбный и т. д, Для всех марок материалов и в широком диапазоне размеров (размеры могут варьироваться от 3/8 ”до 60 ”и номинальное давление от 150 до 2500).
Поворотные фланцы могут быть изготовлены из углеродистой стали (ASTM A105), легированной стали (ASTM A182 F1, A182 F5, A182 F9, A182 F91) и нержавеющей стали (ASTM A182 F304, A182 F304L, A182 F316, A182 F316L).
Фланец расширения
- Фланцы расширения, или «расширительные фланцы», используются для увеличения проходного отверстия трубопровода от конкретной точки к другой или для соединения труб с другими механическими устройствами, такими как насосы, компрессоры и клапаны, которые имеют различные размеры входных отверстий.
- Расширительный фланец, представленный на рисунке, представляет собой фланец с приваренной горловиной с большим отверстием на конце без фланца.
- Расширительные фланцы можно использовать для увеличения диаметра рабочей трубы только на один или максимум два размера, но не более (пример: от 2 до 3 или максимум 4 дюйма).
- Фланцы расширения являются более дешевым (и более легким) решением по сравнению с комбинацией перехода приварного встык и стандартного фланца (который является стандартным решением для расточки труб выше 2 размеров).
- Наиболее распространенными материалами для фланцев расширения являются A105 (высокотемпературная углеродистая сталь), A350 (LTCS) и ASTM A182 (нержавеющая сталь и выше).
Номинальное давление и размеры фланцев расширения соответствуют спецификации ANSI / ASME B16.5 и доступны с приподнятой или плоской поверхностью (RF, FF).
Фланец уменьшения
- Фланцы уменьшения, иначе называемые уменьшающими фланцами, выполняют функцию, противоположную фланцам расширения, указанным выше, то есть они используются для уменьшения диаметра трубопровода.
- Диаметр проходной трубы может быть безопасно уменьшен только на 1 или 2 размера (в противном случае необходимо использовать решение, основанное на комбинации перехода приварного встык и стандартного фланца).
- Фланцы уменьшения доступны в большинстве размеров и марок материалов и обычно не доступны на складе.
- Фланцы уменьшения следуют тем же соображениям с точки зрения спецификаций, размеров и марок материала, что и фланцы расширения.
Последний тип кованого изделия, который напоминает форму фланца, — это так называемая обтюратором: хотя фланец и не совсем правильно, между трубами используется заглушка (или кольцевая прокладка или лопата) для механической изоляции трубопровода и в очень простой способ. Более подробная информация представлена в другом разделе нашей вики для трубопроводов.
Другая классификация фланцев
Форма является наиболее очевидным способом классификации различных типов фланцев. Однако существуют другие способы классификации фланцев, и они:
- по классу материала
- по типу поверхности фланца (приподнятый, плоский, кольцевое соединение, охватываемое и охватываемое, язычок и паз, кольцевое соединение)
- отделка фланца (гладкая, зубчатая, на складе)
- по размерам (номинальный размер и номинальное давление)
Виды фланцев и применение фланцевых соединений в трубопроводах
Главная задача, возникающая в процессе монтажа трубопроводов – обеспечить надёжное и герметичное соединение стыков труб (стальных, керамических, из ПНД и т.п.), валов или осей между собой. Для этого их соответствующим способом оформляют – нарезают резьбу ( муфтовое соединение), либо предусматривают на обоих торцах плоские детали с отверстиями под болты. Такие детали называют фланцами.
Область применения
Что такое фланец? Это вид фитинга для соединения отрезков труб. Наружная образующая такого соединителя может иметь любую форму, но чаще всего также бывает круглой. Круглые детали, фото которых часто можно видеть в инструкциях, предпочтительнее квадратных или шестигранных потому, что они технологичнее в производстве и менее трудоёмки при монтаже.
Ранее фланцем называли уступы круглой или прямоугольной формы для стыкового соединения любых (в том числе, и неподвижных) частей изделия. Бытовало даже соответствующее обозначение для технологического перехода штамповки таких уступов — фланцовка. Однако из ныне действующего ГОСТ 18970-84 этот термин был исключён и заменён термином «отбортовка».
Фитинги для полиэтиленовых труб: муфты, переходы, фланцы и другие фасонные части Фитинги для полиэтиленовых труб устанавливают в магистралях, работающих как под давлением, так и без него, предназначенных для подвода воды, газа, для дренажа или канализации. Данная трубопроводная…
Разберёмся, для чего нужны фланцы. Фланцевое соединение трубопроводов предполагает наличие смежной пары, которая представляет собой две плоские детали, иногда с внутренними круглыми в плане выточками, обеспечивающих более точную осевую центровку места стыка. Диаметр/поперечный размер любого типа изделия всегда больше, чем торца смежной детали.
Фланцевые соединения труб
Поскольку опорная поверхность фланца всегда достаточно развита, то это предоставляет такому соединению следующие преимущества:
- Возрастает площадь опорной поверхности стыка, следовательно, снижается давление на него;
- Есть возможность установки более прочных уплотнительных колец;
- Увеличивается допускаемые нагрузки соединения на разрыв и кручение.
Основным назначением данной детали считается возможность обезопасить детали от потери герметичности и от воздействия опасных растягивающих напряжений, а для соединения вращающихся деталей машин (например, кардана автомобиля) – ещё и повысить прочность стыка по крутящему моменту.
Типы фланцевых фитингов
Фланец — это деталь, имеющая различную конфигурацию. Классификация обычно производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 33259-2015 (распространяется на продукцию для трубопроводов), ГОСТ 12820-80/12821-80 (касаются изделий соединительных общего применения) и ГОСТ 9399-81 (относится к резьбовым конструкциям).
В дальнейшем рассмотрим тему применительно к герметизирующим трубным деталям.
Соединение металлопластиковых труб фитингами между собой своими руками Для образования единой системы трубопроводов из металлопластика использовать сварку высокими температурами недопустимо, поэтому выполняют соединение металлопластиковых труб фитингами или муфтами. Как…
Типы фланцев по способу соединения
Различают детали приварные и резьбовые. Стальные трубы могут быть соединены путем сварки, когда горловина стыка оформляется специальным сварным швом либо привинчиванием фланца к трубе.
Приварные
Фланцевые соединения для труб используются в трубопроводных системах с высоким давлением и температурой, а также имеющих диаметр более 50 мм. Резьба используется в трубопроводах малого диаметра, которые не подвержены механическим воздействиям: тепловому расширению, вибрациям, сжатию, динамическим колебаниям (все эти условия могут привести к постепенному разрушению резьбовых соединений).
Резьбовые
Какими бывают фланцы? Конструктивно приварные фланцы подразделяются на разъёмные и неразъёмные.
Разъемный
В первом случае на торце детали имеется минимум 4 отверстия под болты или соединительные шпильки (для стыков особой точности изготавливается дополнительное отверстие под центрирующий штифт). Прочие виды соединений – клеммные, эксцентриковые, рычажные – распространения не получили.
Классификация по способам изготовления
Любые виды рассматриваемых изделий работают в тяжёлых эксплуатационных условиях, подвергаясь постоянному или циклическому воздействию внешних сил, крутящих моментов, давлений. Для изготовления фланцевых соединителей используют следующие технологии:
- Литьё под давлением.
- Механическую обработку.
- Штамповку (горячую или холодную).
Литьё применяют только для производства изделий из неметаллов, которые в процессе функционирования испытывают напряжения не более 30…35 МПа. Поскольку коэффициент термического расширения таких материалов весьма мал, то напряжения сдвига можно не учитывать.
Механической обработкой на станках получают стальные фланцы из высокоуглеродистых и легированных сталей, отличающихся пониженной пластичностью. Готовые детали характеризуются высокой неравнопрочностью по отдельным сечениям и наличием концентраторов напряжений в местах перерезывания волокон. Такие изделия после точения подлежат термообработке.
Наиболее прогрессивным техпроцессом является штамповка, позволяющая за 1-2 перехода оформить на прессе необходимую по чертежу конфигурацию. В качестве исходных заготовок можно использовать прутки или поковки из малоуглеродистых (более дешёвых), а также нержавеющих сталей (последние содержат никель, повышающий пластичность). Равнопрочность штампованной продукции – наибольшая.
Классы давления фланцев
Предложены ANSI (American National Standards Institute – Американский институт стандартов) и устанавливают рекомендательные соотношения между давлением и температурой среды, прокачиваемой по трубопроводам (см. табл.):
| Класс давления ANSI | Предельно допускаемое давление, МПа, при температуре | |
| От 200С до 380С | Свыше 380С | |
| 150 | До 2 | 2…3 |
| 300 | До 5 | 5…7 |
| 600 | До 10 | 10…15 |
Маркировка класса ANSI может наноситься на продукцию импортного производства
Основные параметры фланцевого крепежа
ГОСТ 33259-2015 предусматривает следующие параметры продукции отечественного производства:
- Тип (плоский, приварной – тип 01, с кольцом – тип 02, арматурный – тип 21, свободный под отбортовку – тип 03, свободный под хомут – тип 04, стыковой – тип 11).
- Исполнение уплотнения: плоскость, соединительный выступ, шип, паз, впадина, под прокладку овальной или линзовой конфигурации. Последние два варианта предназначаются только для прокладок, изготовленных из фторопласта.
- Номинальный диаметр (под крепёж): от 10 до 4000 мм.
- Номинальное давление: от 1,0 до 25,0 МПа (для фланцев резьбового типа – от 20 до 100 МПа).
- Тип резьбы. Для опорных поверхностей регламентируются следующие параметры:
- Шероховатость поверхностей контакта;
- Углы сопряжений;
- Высота сопрягаемых элементов;
- Геометрические характеристики пазов и шипов;
- Радиусы скруглений.
Установлено два размерных ряда: 1 и 2 (первый является предпочтительным). Внешнюю конфигурацию и габаритные размеры стандарт не ограничивает, но, в зависимости от давлений и диаметров присоединяемых частей трубопровода, устанавливается диаметр отверстий под крепёж и их количество.
Из чего производят
Герметизирующие и уплотнительные фланцы по ГОСТ 33259-2015 для арматуры должны изготавливаться из металла или литейного чугуна, который отвечает требованиям ISO 70005-2:1988. Для изделий с приварной частью имеет значение свариваемость стали, которая с повышением процентного содержания углерода и увеличения легирующих элементов в стали понижается.
Инструмент для производства соединения
Для образования приварного фланцевого соединения используют различные виды сварки – дуговую, газовую, под слоем флюса и пр. Качество сварного шва проверяется рентгенографическими, магнитометрическими или ультразвуковыми дефектоскопами, приборами «Фотон-М», а для менее ответственных соединений применяют метод пенетрации.
Надёжность схемы соединения с использованием резьбовых фланцев или болтов крепления проверяют, контролируя момент затяжки с помощью динамометрического ключа.
Как соединить трубы фланцами
Технологические переходы для получения болтового фланцевого соединения таковы:
- Выравнивают оси соединительных отверстий, а также оси соединяемых трубопроводов или воздуховодов.
- Устанавливают прокладки в пазы/шипы торцевой плоскости.
- Центрируют, если нужно, соединение штифтом.
- Вводят крепёжные болты иди шпильки в соответствующие отверстия.
- Производят равномерную и симметричную затяжку.
- Проверяют плоскостность соединения и наличие зазоров, используя универсальный измерительный инструмент (штангенциркуль, щуп).
Проверенное соединение должно крепиться на кронштейнах или других надёжных опорах.
Изделия с резьбой навёртывают на соединяемые участки трубы, после чего крепят аналогичным образом к потолку или стене.
Заключение
Описанные детали отличаются надёжностью и долговечностью в работе. Например, что такое обслуживание фланца в сантехнике? Оно сводится только к замене износившихся прокладок. Аналогичная ситуация и в машиностроении. Этим и обусловлена популярность данных изделий
Видео процесса соединения труб при помощи фланца:
Сборка и установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах
18.04.2019
Большинство трубопроводов различного назначения монтируют сваркой, обеспечивающей надежность и долгий срок службы стыков. Но когда по условиям прокладки этот способ неприемлем или в процессе эксплуатации требуется периодическая разборка, используется соединение фланцевое. По надежности и долговечности оно не уступает сварному варианту, а монтируется проще.
Назначение и область применения
Устанавливать фланцевые соединения можно на трубопроводы диаметром больше 32 мм. Таким способом монтируются разветвленные системы на промышленных и химических предприятиях, в газовой и нефтедобывающей отрасли, распределительные сети ЖКХ. Для прокладки внутридомовых трубопроводов соединение этого вида применяют редко.
Фланцевые стыки нужны для того, чтобы:
- соединять трубы между собой или с оборудованием из разнородных материалов;
- устанавливать запорную и регулирующую арматуру;
- проводить очистку трубопроводов;
- врезать измерительные приборы;
- отсекать участок трубы для ремонта.
Из чего состоит фланцевое соединение
Комплект для одного стыка состоит из двух одинаковых фланцев с центральными отверстиями, соответствующих диаметрам труб, прокладки, набора болтов или шпилек с гайками и шайбами.
При необходимости защиты трубопровода от блуждающих токов, на болты надевают изоляционные втулки, а прокладку устанавливают из диэлектрического материала. Если давление в трубопроводе не превышает 2,5 МПа, фланцы стягивают болтами.
Шпильки равномерней распределяют усилие затяжки и удобней для работы в неудобных местах. Фланцевые соединения на шпильках применяют при давлении до 4 МПа.
Конструкция фланцевого соединения
Что такое фланец и какие бывают виды
В большинстве случаев фланцы ― это кольцеобразные пластины из стали, но иногда их делают в виде квадрата или прямоугольника.
В центральное большое отверстие вставляют торец трубы, а в равномерно распределенные по внешнему периметру ― болты или шпильки. В перечень разновидностей фланцев включены проходные и заглушки.
Первые предназначены для стыковки элементов трубопровода, вторыми закрывают тупики или отсекают ремонтируемые либо заменяемые участки.
Чтобы продукция, сделанная в разных странах, была взаимозаменяемой, разработана унифицированная классификация фланцев. В России это ГОСТ, европейские страны пользуются немецким стандартом DIN, а Америка, Япония и Австралия ANSI/ASME. Однако нередко одинаковые фланцы обозначаются разными символами. Поэтому стандарты переводят с помощью специальных таблиц.
Нормативы по исполнению указаны в ГОСТ 12815-80 цифрами от 1 до 9:
- С соединительным выступом в виде фаски под наклоном 45⁰.
- То же, что 1, но выступ под прямым углом.
- С пазом на внутренней стороне и выступом под углом 45⁰ снаружи.
- С шипом.
- С внутренним кольцевым пазом.
- С фаской под линзовую прокладку (вибровставка) на внутренней стороне.
- Выборка для овальной прокладки.
- С шипом для фторопластовой прокладки.
- То же что 8, но вместо шипа паз.
При монтаже трубопроводов применяют несколько типов фланцев:
- Воротниковые рассчитаны на давление 0,1 — 20 МПа при температуре -200 — +600⁰ Выступ в центральной части (воротник) приваривают к трубе встык одним швом.
- Плоские держат давление до 2,5 МПа при температуре -70 — +300⁰ Надеваются на торцы, крепятся двумя сварными швами.
- Аппаратные для присоединения оборудования или приборов;
- Резьбовые варианты наворачивают на торцы.
- Свободновращающиеся состоят из пластины и кольца, которое приваривают к торцу, а фланец свободно крутится на нем. Такое фланцевое соединение устанавливают в труднодоступных местах или там, где необходимо частое проведение профилактических мероприятий на трубопроводе. Рассчитано на давление до 2,5 МПа.
- Кольцевые варианты для заглушек делают без центрального отверстия.
Как подготовить металл к сварке
При установке фланцевых соединений на стальных трубопроводах их материал должен быть идентичным или близким по составу металлу труб. Это нужно для предотвращения повреждений при изменениях температуры.
Фланцы бывают из серого и ковкого чугуна, легированной, углеродистой и нержавеющей стали. Для трубопроводов из иных материалов выпускаются бронзовые, алюминиевые, латунные разновидности.
Безнапорные системы из полиэтиленовых труб часто собирают на полипропиленовых фланцах.
Конструктивные особенности фланцев
Выбирая фланцы для трубопровода необходимо учитывать некоторые особенности:
- Условный проход (ДУ) измеряемый в миллиметрах, показывает несовпадение внутреннего диаметра фланца и трубы. Это важно для плоских и вращающихся деталей. Поэтому в их обозначение добавляются индексы А и Б. Буква А указывает диаметр фланца, а Б ― трубы. Для воротникового типа этот параметр не критичен.
- Рядность показывает расстояние в миллиметрах между осями отверстий под болты. Одинаковые по ДУ фланцы, сделанные по типоразмеру ряд 1 или ряд 2, будут отличаться между собой диаметром и количеством отверстий. Если у заказчика нет особых пожеланий, выполняется стандартный ряд 2.
- Условное давление ― это его допустимая величина, при которой соединение работает без протечек и разрушений. Значение параметра зависит от типа фланцевого соединения труб, материала, диаметра, ширины с учетом исполнения состыкованных поверхностей. Необходимо учитывать, что значение давления может быть указано в атм., Па, бар, кгс/см².
- По параметрам рабочей температуры определяется значение допустимого давления, так как оно уменьшается при нагреве. Эту зависимость нужно учитывать для трубопроводов с горячими средами. Степень влияния температуры на давление определяют по таблицам.
Нормативами предписывается обязательная установка на фланцы трубопровода, по которому перекачивают агрессивную жидкость, защитного кожуха. Он предотвратит расплескивание в случае утечки. Кожухи делают из текстиля, листовой стали, полимерных материалов диаметром от 15 до 120 см. Популярные фторопластовые модели выдерживают температуру -200 — +230⁰C.
Как самостоятельно поменять гофру на глушителе без сварки
Прокладки для фланцевых соединений
Герметичность соединения обеспечивается прокладкой, которую вставляют между фланцами. В зависимости от характеристик среды, температуры и давления ее делают из соответствующих материалов:
- резины, стойкой к продуктам нефтепереработки:
- паронита общего назначения;
- теплостойкой резины;
- асбестового картона;
- паронита, стойкого к маслу и бензину;
- кислото и щелочеустойчивой резины;
- графита;
- фторопласта;
- металла (алюминия, меди);
- металлографита.
Подготовка фланцев для установки
Прежде чем начинать сборку фланцевого соединения необходимо проверить их на отсутствие ржавчины и механических повреждений. Поверхности очищают и обезжиривают. С резьбовой части болтов и гаек убрать заусенцы.
Сделать предварительную прогонку резьбы, наворачивая гайки на болты с последующей смазкой. Вырезать и примерить прокладку. Она должна стоять по центру не перекрывая крепежные отверстия.
Повторное использование старых прокладок нежелательно, но если иного выхода нет, устанавливают несколько штук бывших в употреблении.
Сборка фланцевого соединения
Чтобы стыки на трубопроводе были надежными, все виды фланцевых соединений собирают в строго определенном порядке.
Сначала с небольшим усилием затягивают произвольно выбранный болт, затем диаметрально противоположный. Следующая пара должна отстоять от первой на четверть окружности.
Остальные болты затягивают в таком же порядке. Если на фланцах только 4 отверстия затяжка выполняется крестообразно.
Чтобы усилие распределялось равномерно, завершающую часть монтажа проводят инструментами, позволяющими его контролировать:
- гидравлическим натяжным устройством;
- пневматическим гайковертом;
- ручным динамометрическим ключом;
- гидравлическим динамометрическим ключом.
Ручную затяжку доверяют только опытным работникам. В течение первых суток работы из-за вибраций, усадки материала прокладки, изменения температуры прочность соединения снижается до 10%. Поэтому в этот период требуется проведение подтяжки гаек.
Монтаж всех видов фланцевого соединения несложен, однако его проведение разрешается только специально обученным слесарям. При прокладке или ремонте трубопроводов с агрессивными средами или работающих под высоким давлением, ход работы должен контролировать инженер. Сборка безнапорных систем (канализация, полив) может проводиться неквалифицированными работниками.
Сборка и установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах Ссылка на основную публикацию 
Фланцевое соединение трубопроводов: виды, типы, установка, как крепится
Соединять стальные трубы сваркой практично и недорого. Но если участок трубопровода должен быть разборным, либо в него требуется вставить задвижку или другой элемент, тогда применяют фланцевое соединение. Предназначение фланцев – одновременно обеспечивать герметичность стыка и возможность его разборки без повреждения трубопровода.
Другая классификация
Для некоторых сделаны особенные виды элементов. Специальный фланец — что это? Это те же метизы, но для того чтобы сделать некоторые работы удобными, конструкция их немного видоизменена.
Они также могут быть приварными, свободными, литыми, резьбовыми. Только на них вырезаны пазы или приварены выступы. Для их изготовления сначала разрабатываются специальные чертежи и отливаются формы.
Такие метизы делают по заказу предприятий.
Издалека огромные и длинные магистральные трубопроводы (газа, воды, нефти, пара) кажутся сплошными и непрерывными линиями. Но стоит подойти поближе, и становятся заметны стыки труб.
Именно там находится ответ на вопрос, что такое фланцы. Они бывают разные: круглые и квадратные, стальные плоские приварные или стальные воротниковые фланцы .
Но все очень важны для обеспечения безопасности трубопроводов.
Изготовление фланцев
Для изготовления применяются различные марки стали: 13ХФА, 20/09Г2С, 12Х18Н10Т, 15Х5 М и другие. Кроме того, они могут быть стальными и нержавеющими. Технология используется различная. Производители используют ковку, штамповку, литье.
Для каждого способа применяется специальное оборудование, формы. Выпуская свою продукцию, производители тщательно проверяют ее на качество. Применяя в своей работе специальные тесты, сотрудники ОТК проверяют их на прочность, надежность.
Также проверяются на влагоустойчивость фланцы
Что это такое? Так как они относятся к крепежным элементам и участвуют в соединении металлических деталей, которые могут контактировать с водой, важно, чтобы они не были подвержены коррозии. Именно поэтому используются водоустойчивые металлические сплавы
Часто производители покрывают поверхность фланцев дополнительным защитным слоем.
Высота выступа
Если взглянуть на чертеж стального фланца, то он имеет несколько параметров, в том числе и высоту выступа. Она обозначается буквами H и B, измерить ее можно во всех типах изделий, кроме того, который имеет нахлесточное соединение. Следует запомнить следующее:
- модели с классом давления 150 и 300 будут иметь высоту выступа 1,6 мм;
- модели с классом давления 400, 600,900,1500 и 2000 имеют высоту выступа 6,4 мм.
С выступом и впадиной
В первом случае поставщиками и производителями деталей учитывается поверхность выступа, во втором случае поверхность выступа не входит в указанный параметр. В брошюрах к деталям эти показатели могут указываться в дюймах, где 1,6 мм это 1/16 дюйма, а 6,4 мм – ¼ дюйма.
Рабочее давление
Это давление, с которым транспортируется по системе жидкость (газ, пар и т. д.). Следовательно, чем выше рабочее давление в системе, тем с более высокими прочностными характеристиками необходимо выбирать крепеж.
В свою очередь, необходимые прочностные характеристики крепежа обеспечиваются правильным выбором материала, режимами термической обработки и т. д.
Таким образом, в диапазоне температур от -40 до + 400 °С, и при давлении до 100 кгс/см2 рекомендуется применять крепеж, изготовленный из стали 35, в то время как увеличение давления до 200 кгс/см2 требует применение крепежа из стали 20X13.
Исполнения фланцев
Фланцевое исполнение
это по сути конструкция или вид торцевой поверхности фланцев между которыми и создается фланцевое соединение. И здесь так же геометрия поверхностей регламентируется гост. Рассмотрим на примере.
ГОСТ 12815-80 содержит 9 исполнений:
- исполнение 1 — имеется соединительный выступ под углом 45 0 как фаска, кстати самое распространенное.
- исполнение 2 — так же с выступом но под углом 90 0.
- исполнение 3 — с выступом под 45 0 плюс впадина, выборка изнутри.
- исполнение 4 — фланца с шипом, так же, как и предыдущее только выступ 90 0.
- исполнение 5 — с пазом. Имеет вид кольцевой выборки.
- исполнение 6 — под линзовую прокладку. Имеет внутреннюю фаску.
- исполнение 7 — под прокладку овального сечения. Канавка овальной формы на торцевой поверхности.
- исполнение 8 и 9 — исполнение 8 так же, как и 4-е, а девятое, как 5-е. Чем они отличаются не понял разницы. Буду рад есликто напишет в х к данной статье.
ГОСТ 28759.2-90 содержит 15 исполнений, а 28759.3-90 — двенадцать. Перечислять их нет смысла, поэтому прошу пройти по ссылкам этим ГОСТ-ов и подробненько все посмотреть, как они выглядят и т.д.
Геометрия и удельный вес изделий
Важным параметром, определяющим геометрию, является условный проход изделий. Как уже отмечалось, он обозначается буквами «ДУ» и имеет показатели от 10 до 200.
Это касается выбора необходимой детали: когда пользователь знает Ду, все остальные габариты приписываются фланцу автоматически.
Например, у модели Ду 50 высота отступа будет равна 57-59; Ду 80 этот показатель составляет 89-91, а Ду 100 – 108-110, где первая цифра говорит о внутреннем диаметре трубы или патрубка, а вторая – о внешнем диаметре.
Чертеж плоского фланца
Еще один важный показатель – вес фланцев. Он зависит не только от объемов, размеров и высоты, но и от его геометрии, материала изготовления.
Стоит привести пример: фланец по ГОСТ 12820-80 с Ду 100 плоского типа имеет вес 2,85 кг, тогда как фланец такого же диаметра, но воротникового типа по ГОСТ 12821-80 имеет вес 4,4 кг.
Из этого следует, что воротниковые фланцы имеют большую массу, чем плоские детали.
Обозначение фланцев
Обозначение плоских приварных фланцев
Фланец 1-450-10 ст. 20 ГОСТ 12820-80 — так обозначается обычный плоский фланец исполнения 1 (с соеденительным выступом) с условным проходом 450 мм рассчитанный на условное давление 10 кгс/см2 или 1 МПа сделанный из стали 20.