Фланцевые соединения аппаратов: Фланцевые соединения

Фланцевые соединения

17.04.2018

Слово «фланец» пришло в русский язык из немецкого языка, также как и непосредственно само фланцевое соединение. В немецком существительное Flansch обозначает ровно то же самое, что и производное от него русское слово «фланец», ─ плоскую металлическую пластину на конце трубы с отверстиями для резьбового крепежа (болтов или шпилек с гайками).

Фланцы являются одним из самых распространенных разъемных соединений, которые используются в промышленности. Они служат для соединения отдельных частей аппаратов. Также они используются для присоединения к аппарату трубопроводов, трубопроводной арматуры, датчиков контрольно-измерительных приборов, для соединения между собой отдельных участков трубопроводов и т д.

Распространенность фланцевых соединений трубопроводной арматуры обусловлена множеством присущих им достоинств. Самое очевидное из них ─ возможность многократного монтажа и демонтажа.

Рис. 1. Фланцы

Фланцевые соединения отличаются прочностью и надежностью, что позволяет использовать их для комплектации трубопроводных систем, работающих под высоким давлением. При соблюдении ряда условий фланцевые соединения обеспечивают очень хорошую герметичность. Для этого стыкуемые фланцы должны иметь аналогичные, не выходящие за рамки допустимой погрешности, присоединительные размеры. Еще одно из условий ─ обязательная периодическая подтяжка стыков, позволяющая поддерживать на должном уровне «хватку» болтовых соединений. Это особенно важно при постоянном воздействии на них механических вибраций или наличии существенных колебаний температуры и влажности окружающей среды. И чем больше диаметр трубопровода, тем это актуальнее, ведь по мере его увеличения усилие на фланцы возрастает. Герметичность фланцевых соединений во многом зависит от уплотнительной способности устанавливаемых между фланцами прокладок.

Способность фланцевого соединения противостоять давлению, температурам, а в случае применения особых материалов, агрессивным средам, с возможностью перераспределения нагрузок в местах соединений (паропроводы, предприятия химической промышленности и пр.) делает данный вид соединения просто незаменимым при больших диаметрах трубопроводов. При малых диаметрах трубопроводов фланцевые соединения не оправданы, так как муфтовые (резьбовые) соединения отвечают всем требованиями при своей экономичности. 

Как правило, фланцевые соединения имеют круглую форму, так как она наиболее надежна и проста в исполнении. Однако, при необходимости, фланцевые соединения могут быть изготовлены с квадратной или прямоугольной формой патрубка.

Прямоугольные и квадратные фланцевые соединения достаточно сложны в обработке и не всегда обеспечивают необходимую герметичность, поэтому применять их следует только в случае крайней необходимости.

1. Типы фланцевых конструкций

По конструкции и способу соединения c корпусом аппарата различают следующие основные типы фланцев:

Рис. 2 Типы фланцевых соединений

На территории Российской Федерации наибольшее распространение получили три следующих фланцевых стандарта:

По ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.

По ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык.

По ГОСТ 12822-80 — фланец стальной свободный на приварном кольце.

Таблица 1. Варианты исполнения фланцевых соединений.

1.1 Плоские приварные фланцы (рис. 3) являются самыми простыми по своей конструкции.

Их широко применяют на стальных аппаратах и трубопроводах. Плоские приварные фланцы представляют собой плоские кольца, приваренные к краю обечайки по её периметру. Они также могут изготавливаться с защитным кольцом (рис. 4) в целях экономии конструкционного материала. Этот тип фланца применяется при следующих условиях: Ру.=0,1 – 2,5 МПа, температура рабочей среды — до 300 °С.

Рис. 3. Плоский приварной фланец

Рис. 4. Плоский приварной фланец с защитным кольцом

1.2 Фланцы воротниковые имеют несколько конструктивных разновидностей. 

Наиболее распространены фланцы кованые и приварные встык, широко применяемые на стальных сварных аппаратах. Приварные встык фланцы (рис. 5) имеют конические втулки-шейки. Втулка фланца приваривается стыковым швом к обечайке и значительно увеличивает прочность фланца. Если аппарат изготовлен из дорогостоящей легированной стали, то такой фланец в целях экономии конструкционного материала делают с защитным кольцом (рис. 5). Этот тип фланцев применяется при следующих условиях: Ру.= 1,6 – 6,4 МПа, температура рабочей среды — до 300 °С.

Рис. 5. Фланец приварной с шейкой

На чугунных и стальных литых аппаратах делают воротниковые фланцы, отлитые заодно с корпусом аппарата.

Находят применение фланцы, сваренные из двух частей: тарелки и втулки (шейки).

Рис. 6 – Фланец, сваренный из двух частей

На аппаратах и трубопроводах из кислотостойкой стали фланец иногда выполняют из углеродистой стали и защищают его накладками из кислотостойкой стали.

Рис. 7 – Фланец, защищенный накладками из кислотостойкой стали

1 – кислотостойкая сталь; 2 – углеродистая сталь

1.3 Фланцы стальные свободные на приварном кольце могут быть выполнены в нескольких вариантах. Этот тип фланца применяется при: Ру.=0,1 – 2,5 МПа, температура рабочей среды — до 300 °С

Стальные свободные фланцы на отбортовке применяют на аппаратах из мягких цветных металлов (алюминия, меди и др.), а также из некоторых пластмасс, поддающихся отбортовке. Их также используют при необходимости максимально сэкономить конструкционный материал, например титан или высоколегированную сталь. Фланцы на отбортовке применяют для условного давления до 0,6 МПа.

Рис. 8 – Фланец свободный на отбортовке

Фланцы на утолщении (бурте) устанавливают на аппаратах из стекла, керамики и пластмасс, не поддающихся пластической деформации (например, фаолита — кислотоупорной термореактивной пластмассы), а также в тех случаях, когда считают нежелательным сварку патрубка из высоколегированной стали с фланцем, изготовленным из углеродистой стали. Фланцы с буртом, укрепленные шейкой, применяют для весьма значительных давлений – до 10 МПа.

Рис. 9 – Фланец на утолщении (бурте)

1.4 Фланцы на резьбе применяют на трубопроводах высокого давления, где сварка нежелательна, а также там, где есть необходимость снимать фланец для разборки узла.

Рис. 10 – Фланец на резьбе

1.5 Свободные разборные фланцы применяют для соединений трубопроводов и аппаратов из стекла, керамики и других хрупких материалов. 

Они выполняются в двух вариантах:

Фланцы разъемные из двух частей. Изготавливают такие фланцы из ковкого чугуна. Обе половины стягиваются болтами.

Рис. 11 – Фланец разъемный из двух частей

• Фланцы с разъемным кольцом. Этот вид фланцев дешевле и удобнее в монтаже/демонтаже, чем разъемные, но менее компактный.
 

Рис. 12 – Фланец с разъемным кольцом

1 – кольцо из двух половин

1.6 Фланцы со стяжными скобами применяют для эмалированных аппаратов, чтобы уменьшить массу и улучшить температурный режим при обжиге эмали. Такое соединение выдерживает давление до 0,5 – 0,6 МПа. Скобы устанавливают с очень малым шагом (почти вплотную).

Рис. 12 – Фланец со стяжной скобой

2. Варианты исполнения фланцевой поверхности

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 14), При подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности. Следует отметить, что для свободных фланцев различные исполнения возможны только у приварного кольца.

Рис. 13. Варианты исполнений поверхности фланца.

1. — соединительный выступ; 2 — выступ; 3 – впадина; 4 – шип; 5 – паз; 6 – под линзовую подкладку; 7 – под прокладку овального сечения; 8 – с шипом под фторопластовую прокладку; 9 – с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланцы с выступом, впадиной применяются при давлении до 1,6 МПа. Фланцы с шип-пазом применяют при обработке ядовитых, коррозионных и взрывоопасных сред при давлении до 6,4 МПа. Фланцы в исполнении 1 используются при условном давлении не выше 6,3 МПа.

Существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:

Рис. 15. Схема стыковки фланцев по исполнениям уплотнительной поверхности

3. Прокладки фланцевых соединений

Надежность и качество фланцевого соединения во многом зависит от выбора уплотнительной прокладки. Для фланцевых соединений применяются как мягкие неметаллические, полуметаллические, так и полностью металлические прокладки.

Прокладка – это отдельный сжимаемый элемент соединения, который, находясь в сжатом состоянии между фланцевыми деталями трубопроводов, под действием давления от затянутых крепежных изделий, заполняет собой промежуток между соединяемыми деталями. 

Подвижное или неподвижное уплотнение фланцевых разъемов обеспечивают различными материалами: резиной, паронитом, легкоплавким уплотнителем и др. Фланцы плоские герметизируют, применяя мягкие металлические или гофрированные прокладки с мягкой набивкой.

Для исполнений фланцев 1, 2, 3, 4, 5 допустимо использование широкого перечня прокладок: металлических (в т. ч. зубчатых), металлографитовых на основе терморасширяющегося графита (ТРГ), спирально-навитых (СНП), эластичных (они особенно востребованы для чугунных фланцев). Если речь идет о вредных веществах 1, 2 или 3 классов опасности или пожаро-взрывоопасных веществах, для фланцев с исполнением уплотнительной поверхности 1 следует использовать волновые прокладки ТРГ с упругим вторичным уплотнением, а прокладки СНП снаряжать двумя ограничительными кольцами. 

Более подробную информацию об уплотнительных материалах Вы сможете почерпнуть из статьи «Уплотнения в трубопроводной арматуре».

Фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 6 и 7 применяют с линзовыми прокладками, а также прокладками овального и восьмиугольного сечения. А фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 8 и 9 ─ с прокладками на основе фторопласта-4.

Размеры прокладки должны обеспечивать собираемость фланцевого соединения с учетом размеров исполнений уплотнительных поверхностей фланцев, а конструкция ─ центрирование прокладки при сборке, предотвращая возможность выдавливания. Лучшую фиксацию прокладки могут обеспечить отдельные элементы конструкции фланца. Например, паз под прокладку и шип в ответном фланце образуют своего рода замок, защищающий прокладку и тем самым повышающий надежность соединения.

4. Условный проход. Особенности его обозначения

Очень важно отметить, что условный проход не является внешним диаметром трубы, а обозначает проход (сечение), по которому протекает среда через фланцевое соединение. Одной из особенностей фланцев стальных плоских приварных и стальных свободных на приварном кольце на диаметры условного прохода Ду 100,125 и 150 мм является то, что возможны три их конструкции под различные наружные диаметры трубы.

Поэтому при заказе этих фланцев на Ду 100,125 или 150 мм необходимо указывать букву, соответствующую требуемому диаметру трубы. Если в заявке (спецификации) на данные типоразмеры фланцев буква не указана, то фланцы изготавливаются под следующие диаметры трубы: 100А, 125А, 150Б  (табл. 2).

Таб. 2. Соответствие условного прохода Ду 100,125 и 150 наружному диаметру трубы.

Особенностью фланцев с диаметром условного прохода Ду > 200 мм является то, что из-за различных классов точности изготовления труб и фланцев, расточка внутреннего диаметра фланцев плоского, свободного и его кольца допускается по фактическому наружному диаметру трубы с зазором на сторону не более 2,5 мм , т. е. по всему внутреннему диаметру фланца и кольца не более 5,0 мм. Другими словами, при изготовлении трубы возможно отклонение от идеальной формы круга, таким образом, труба может не соответствовать внутреннему диаметру фланца, что в свою очередь затрудняет соединение трубы и фланца.

5. Давление

Еще одной важной конструктивной особенностью всех изделий, составляющих фланцевое соединение, является условное давление, которое может выдержать соединение. Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Фланец стальной плоский приварной (ГОСТ 12820-80, рис.1) и фланец стальной свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) выдерживают давление до 25 кгс/см2, а вот фланец стальной приварной встык (ГОСТ 12821-80) может выдерживать давление до 200 кгс/см2.

При этом особенностью данного показателя является то, что он может выражаться в различных единицах измерения: кгс/см2, Па, МПа, атм., бар. Единицей измерения при производстве и обозначении фланцев является кгс/см2.

 Основными марками стали для производства фланцев считаются следующие:

• Сталь 20 или сокращенно Ст.20 (регламентируется ГОСТом 8479-70) — сталь конструкционная углеродистая качественная. Фланцев из такой стали ст. 20 распространены чаще всего и их применяют при монтаже различной трубопроводной арматуры в магистралях (вода, пар, и т.д.) с температурой внешнего воздействия не ниже — 40 градусов и внутренней температурой не выше +475 градусов Цельсия.

• Не менее распространенной при изготовлении фланцев является так же марка стали 09г2с, сокращенно ст. 09Г2С (соответствующая ГОСТу 19281-89) – такая сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций. Отличием ее от стали 20, является то, что фланцы 09г2с могут эксплуатироваться с температурами внешнего воздействия до — 70 градусов. И соответственно (нефть, природный газ и т.д.), тем не менее, температура рабочей среды не должна превышать + 475 градусов Цельсия.

• Сталь марки 12Х18Н10Т (соответствует ГОСТ 25054-81) – такая сталь является конструкционной криогенной. Фланцы из стали 12Х18Н10Т разрешается эксплуатировать в агрессивных условиях например, разбавленные растворы азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей, с диапазоном рабочих температур от -196 до +350 градусов Цельсия.

• Сталь марки 10Х17Н13М2Т (соответствует ГОСТ 25054-81) – эта марка коррозионно-стойкая обыкновенная. Разрешена эксплуатация таких изделий в средах имеющих повышенную агрессивность, обладает устойчивостью против электрохимической и химической коррозии, коррозии под напряжением и др., диапазон разрешенных температур от -196 до +600 градусов Цельсия. Имеет длительный срок службы.

• Сталь марки 15Х5М (ГОСТ 20072-74) обладает свойствами жаропрочности, является низколегированной. Такая сталь используется для изготовления фланцев способных обладать высокой сопротивляемостью окислению при температуре 600-650 градусов. Обладает жаростокостью.

Конечно, кроме перечисленных марок сталей в производстве стальных фланцев могут применяться и другие марки сталей, например: 13ХФА, 10Г2ФБЮ, 08Х18Н10Т, 17Г1С, 10Г2С, 30ХМА, 40Х и другие.

7. Фланцевый крепеж

Крепеж — это детали, которые служат для неподвижного соединения частей машин и конструкций. К ним обычно относят детали соединений: болты, винты, шпильки, гайки, шурупы, глухари, шплинты, шайбы, заклепки, штифты и многое другое.

Крепежные изделия принято делить на две основные группы:

1. Общепромышленный  крепеж, применяемый практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства, не обладающий узкими специализированными характеристиками.

2. Крепеж специального назначения  характеризуется узкоспециализированной областью применения (например, автомобильный, железнодорожный, и др.).
 

Рис. 16 Фланецы, скрепленные крепежом

Для таких изделий свойственна четкая направленность на применение в конкретной области или даже продукции (механизмы, изделия и т. п.), обусловленная специальными характеристиками.

Фланцевый крепеж  предназначен для соединения деталей трубопроводов. К деталям фланцевого крепежа относятся: болт, шпилька, гайка, шайба.

Болт — крепежная деталь для разъемного соединения частей машин и сооружений в виде стержня с резьбой на одном конце и шести- или четырехгранной головкой на другом.

Рис. 17. Болт

Гайка — деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой. Крепежная гайка в резьбовом соединении навинчивается на конец болта или шпильки или же на резьбовой участок вала, оси для закрепления от осевого перемещения сидящих на них деталей — подшипников качения, шкивов и т. п.

Рис. 18 Гайка

Шайба — деталь, подкладываемая под гайку или головку винта. Шайбы общего назначения применяют для увеличения площади опоры, если опорная поверхность из мягкого материала или неровная, а также, если отверстие под винт продолговатое или увеличенного диаметра. Косую и сферические шайбы используют для устранения перекоса гайки или головки винта при затяжке. Быстросъемную шайбу применяют в приспособлениях для экономии времени на снятие обработанной детали и установку новой. Уплотнительную шайбу из мягкого материала ставят под головку резьбовой пробки для обеспечения герметичности соединения. Пружинная шайба уменьшает опасность самоотвинчивания винтов или гаек благодаря силам упругости сжатой шайбы. Стопорная (запирающая) шайба путем отгибания ее частей устраняет возможность поворота гайки или винта относительно опорной детали или вала. Концевые шайбы препятствуют осевому перемещению вдоль вала неподвижно закрепленных или вращающихся на валу деталей.

Рис. 19 Шайба

Шпилька — крепежная деталь, представляющая собой металлический стержень с резьбой на обоих концах. Конец шпильки ввинчивается в одну из соединяемых деталей, а другая деталь прижимается к первой при навинчивании гайки на другой конец шпильки. Возможно также соединение деталей шпилькой, на концы которой навинчивают гайки. Существует большое количество нормативных документов, в которых сформулированы технические требования к крепежу. Например, требования к крепежу, используемому во фланцевых соединениях, изложены в ГОСТ 20700-75. Эти требования обусловлены условиями эксплуатации: рабочим давлением, характеристиками среды и т. д. Конструкция и размеры крепежных изделий регламентируются в ГОСТ 9064-75,9065-75, 9066-75.

Рис. 20 Шпилька

8. Основные параметры фланцевого крепежа

8.1 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.

8.2 Рабочая температура

Одним из важнейших параметров является рабочая температура. Исходя из того, какую температуру имеет среда, которая будет транспортироваться по трубопроводу, а также с учетом внешней среды, зависит и марка стали, из которой будет изготовлен крепеж. Каждая марка стали имеет определенный диапазон рабочих температур, при которых крепежное изделие может обеспечить прочность и надежность соединения.

Например, при одном и том же номинальном давлении при температуре не ниже -30 °С рекомендуется применять шпильки из стали 35, в то время как при предполагаемой температуре эксплуатации до -70 °С следует применять крепеж, изготовленный из хладостойких марок стали, например, 09Г2С или 10Г2.

8.3 Рабочая среда

Существуют определенные характеристики рабочей среды: температура, химические свойства (состав — агрессивный, неагрессивный).

В соответствии с перечисленными выше показателями должен подбираться фланцевый крепеж. Для агрессивных сред подбирается крепеж, который может выдержать негативное разрушительное влияние этой среды. К таким маркам стали относятся 20X13,14X17Н2, 12Х18Н9Т и другие.

8.4 Диаметр резьбы

Все резьбовые крепежные детали имеют внутренний (гайки) и наружный (шпильки и болты) диаметр резьбы. В зависимости от назначения и нормативного документа, по которому изготавливается продукция, резьба может быть метрической и дюймовой. Метрический шаг резьбы измеряется в миллиметрах, а дюймовый — в дюймах.

Пример: М12 — метрическая резьба с номинальным диаметром 12 мм 3 / 4 » — дюймовая резьба с номинальным диаметром 3 / 4 дюйма.

8.5 Шаг резьбы — расстояние между двумя соседними вершинами резьбы.

В зависимости от назначения крепежного изделия большинство нормативных документов предусматривает возможность изготовления крепежа с различным шагом резьбы (крупный или мелкий шаг резьбы). Как правило, крупный шаг резьбы является основным и при заказе изделия не указывается.

В отдельных случаях может быть выполнен шаг резьбы отличный от рекомендованного нормативными документами.

Пример: болт М12×1,25 — болт с метрической резьбой, номинальным диаметром 12 мм и мелким шагом резьбы 1,25 мм .

8.6 Размер «под ключ» равен диаметру вписанной окружности.

Как правило, для каждого номинального диаметра резьбы предусмотрена одна величина «под ключ».

Пример: для гайки с номинальным диаметром резьбы 16 мм предусмотрен размер «под ключ» S, равный 24 мм .

8.7 Длина болта — длина, которая указывается в обозначении изделия при заказе, в большинстве случаев не является габаритной характеристикой. Преимущественно длина болта, указываемая в обозначении изделия, равна длине стержня болта, т. е. высота головки болта в расчет не берется.

Пример: для болта М12х120 — длина стержня болта равна 120 мм, при этом общая габаритная длина больше на высоту головки болта на 7,5 мм , т. е. общая габаритная длина равна 127,5 мм. 

8.8. Длина шпильки

Для большинства шпилек длина, указываемая при заказе, обозначает общую габаритную длину шпильки. Однако некоторые нормативные документы предусматривают в обозначении шпилек не всю длину шпильки.

Пример: ГОСТ 22032-76, распространяющийся на шпильки с ввинчиваемым концом длиной dv предусматривает обозначение длины шпильки, не включающей длину ввинчиваемого конца.

8.9 Длина резьбового конца — длина части болта или шпильки, предназначенная для навинчивания гайки.

8.10 Покрытие

В случае необходимости защиты крепежного изделия от негативного воздействия окружающей среды возможно нанесение на его поверхность различных защитных покрытий (цинк, хром, никель и др.).

Подбор фланцевого крепежа

Фланцевый крепеж подбирается в соответствии со следующими документами: ГОСТ 20700-75; ГОСТ 12816-80; ГОСТ 9064-75; ГОСТ 9066-75; ПБ 10-115-96; ПБ-03-75-94; ОСТ 26-2043-91; ОСТ 26-2037-96; ОСТ 26-2038-96; ОСТ 26-2039-96; ОСТ 26-2040-96; ОСТ 26-2041-96 и другими нормативными документами, регулирующими применение крепежа в зависимости от его назначения.

Чтобы правильно подобрать крепеж необходимо помнить о том, что им будет комплектоваться конкретное фланцевое соединение, следовательно, необходимо учитывать такие параметры:

рабочее давление

рабочая температура

рабочая среда (газ, вода, пар, нефть и т. д.)

внешняя среда

Помимо вышеперечисленных параметров на выбор крепежа влияет и марка стали, из которой изготовлен фланец. Рассматриваются наиболее часто применяемые марки стали фланцев и даются рекомендации по вариантам комплектации их фланцевым крепежом:

1. Существуют определенные ограничения по выбору типа крепежа для фланцевого соединения. При давлении до 25 кгс/см2. Можно установить как болт, так и шпильку. При давлении же свыше 25 кгс/см2, согласно ГОСТ 12816-80, применение болтов не допускается.

2. Для фланцевых соединений существует большое количество рекомендуемых марок материала для комплектации. При изготовлении крепежной пары гайка-шпилька из одной и той же марки стали, твердость гайки должна быть на 20 единиц меньше, чем у шпильки. Это обусловлено тем, что при возникновении избыточного давления в системе вероятно повреждение шпильки, при этом гайка не будет повреждена. В этом случае сложнее будет выявить неполадку. Если шпилька выполнена методом накатки резьбы, то ГОСТ 20700-75 допускает изготовление пары из материала с одинаковой твердостью.

9. Расчеты фланцевых соединений и крепежа

9.1 Определение размеров фланца

После  того  как  выбрана  конструкция  фланцевого соединения и подобран материал прокладки, чертится его эскиз и определяются размеры. 

Фланцы штуцеров выбираются стандартными по ГОСТ 1255-67, ГОСТ 12828-67, ГОСТ 12834-67.

Фланцевые штуцера представляют собой патрубки, выполненные из труб с приваренными к ним фланцами.

Фланцы аппаратов берут со стандартными размерами по ГОСТ 28759.1-90…ГОСТ28759.8-90 или с нестандартными размеры.

Аппаратом в данном случае является емкость, состоящая из цилиндрической обечайки, днища и крышки, предназначен для нагревания, охлаждения определенных продуктов и др. процессов.

Расчеты можно посмотреть перейдя по ссылке.

9.2 Расчет фланцевого соединения на прочность и герметичность

Делая расчёт фланцевого соединения, приходится решать несколько задач: соединение должно быть прочным, жёстким и герметичным. Фланцевые соединения штуцеров могут на прочность не рассчитываться. Фланцевые соединения штуцеров стандартизованы, для каждого вида штуцера оговорен наружный диаметр патрубка условный диаметр штуцера, толщина патрубка и общая высота штуцера Фланцевые соединения аппаратов стандартные и нестандартные обязательно должны рассчитываться на прочность по ГОСТ Р 52857.4–2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Расчёт на прочность и герметичность фланцевых соединений».

Расчеты можно посмотреть перейдя по ссылке.

9.3 Проверка прочности болтов (шпилек) и прокладок

9.4 Расчет фланцев на статическую прочность

9.5 Проверка углов поворота фланцев

Приложения к расчетам.

Список литературы

1. ГОСТ 1050-88.  Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали.

2. ГОСТ 7769-82. Чугун легированный для отливок со специальными свойствами.

3. ГОСТ 9064-75.  Гайки для фланцевых соединений с температурой среды от 0° до 650° С.

4. ГОСТ 9066-75.  Шпильки для фланцевых соединений с температурой среды от 0° до 650° С.

5. ГОСТ 12820-80. Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2).

6. ГОСТ 12821-80. Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2)

7. ГОСТ 22032-76 – ГОСТ 22043-76. Шпильки. Конструкция и размеры.

8. ГОСТ 28759.1-90 – ГОСТ 28759.8-90. Фланцы сосудов и аппаратов и прокладки к ним.

9. ГОСТ 28759.8-90. Прокладки металлические восьмиугольного сечения.

10. ГОСТ 535-88. Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества.

11. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали.

12. ГОСТ 12822-80. . Фланцы стальные свободные на приварном кольце на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2).

13. ГОСТ 19281-89. Прокат из стали повышенной прочности.

14. ГОСТ 20700-75. Болты, шпильки, гайки и шайбы для фланцевых и анкерных соединений, пробки и хомуты с температурой среды от 0° до 650° С.

15. ГОСТ 9065-75*. Шайбы для фланцевых соединений с температурой среды от 0° до 650° С.

16. ОСТ 26-2037-96. Болты с шестигранной головкой для фланцевых соединений. 

17. ОСТ 26-2039-96. Шпильки с ввинчиваемым концом для фланцевых соединений (нормальной точности).

18. ОСТ 26-2038-96. Гайки шестигранные для фланцевых соединений.

19. ОСТ 26-2040-96. Шпильки для фланцевых соединений.

20. ОСТ 26-2041-96. Гайки для фланцевых соединений.

21. ГОСТ Р 52857.1 – 2007. Сосуды и аппарату. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.

22. ГОСТ Р 52857.4 – 2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений.

23. ГОСТ 5632—72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

Автор статьи специалист по работе с корпаративными клиентами

ООО «Крионика»

Кравец Ольга Юрьевна

Фланцевые соединения аппаратов — Справочник химика 21     Из меди и ее сплавов с цинком (латуни) изготовляют холодильники газодувок и газовых компрессоров, уплотнения крышек и фланцевых соединений аппаратов высокого давления, блоки разделения газовых смесей и воздуха методом глубокого охлаждения и другое оборудование, не имеющее соприкосновения с аммиаком. Аммиак, взаимодействуя с медью и ее сплавами, образует сложные комплексные соединения. При этом полностью изменяются физические свойства металлов и может нарушиться герметичность оборудования. Кроме того, прн высоких температурах в газовой среде восстановительные газы (водород, окись углерода и углеводороды) вызывают хрупкость окисленной меди. [c.94]
    Аппаратные фланцевые соединения, применяемые для соединения частей аппаратов, таких как распределительная камера и корпус теплообменника, царги разборной ректификационной колонны, обычно нагружены внутренним давлением и лишь в небольшой степени изгибающими внешними нагрузками от веса присоединяемых деталей и других воздействий. Это дает возможность изготовлять фланцевые соединения аппаратов более компактными, а также более легкими (в части как фланцев, так и крепежных изделии), чем это принято для фланцевых соединений арматуры и в том числе для штуцеров аппаратов. [c.81]

    Наряду с указанными выше основными стандартными фланцевыми соединениями аппаратов на рабочие параметры р диаметрах аппарата О = 400ч-2000 мм могут применяться также менее металлоемкие стандартные фланцевые соединения на зажимах (рис. 13.8, 13.9 и табл. 13.20). [c.258]

    Наряду С указанными выше основными стандартными фланцевыми соединениями аппаратов на рабочие параметры р диаметрах аппарата О = 400 — 2000 мм Могут применяться также менее металлоемкие стандартные фланцевые соединения на зажимах (рис. 19.8, 19.9 и табл. 19.20). [c.578]

    Примечания 1. Плоские фланцы разрешается применять до температуры 300 С. 2. Первая ступень рабочего давления (при температуре до 100 °С) распространяется и на минусовые температуры, но не ниже пределов, которые допускаются для сталей по ОСТ 26-291 — 79 (см. гл. 3). 3. Допускается применение других марок сталей, предусмотренных ОСТ 26-291 — 79, с механическими свойствами, обеспечивающими работу фланцевых соединений аппаратов в пределах давлений и температур, указанных в табл. 13.5. 4. Расчет фланцевых соединений проведен по ОСТ 26-373 — 78 прн температуре 100 °С с учетом прибавки на коррозию с 2 мм и без учета внешнего изгибающего момента для всех категорий аппаратов, предусмотренных ОСТ 26-291 — 79. Расчет плоских фланцев проводился при наличии паронитовой прокладки, для приварных встык фланцев под плоскую прокладку принималась асбо-стальная прокладка.  [c.231]

    По стандартам выбирают отдельные узлы и детали аппаратуры днища, тарелки ректификационных колонн, штуцера, люки, муфты, укрепляющие кольца, крепежные детали, фланцевые соединения аппаратов, горелки, форсунки и др. [c.35]

    Конструкция, размеры и материалы, из которых изготовляются фланцевые соединения аппаратов п трубопроводов, определяются инструкциями. Например, для стальных аппаратов и трубопроводов низкого давления (крышки, люки аппаратов, соединения аппаратов и трубопроводов, соединения арматуры и т. п.) обычно применяются плоские фланцы с шлифованной уплотнительной поверхностью. Прн работе с ядовитыми и взрыво- и пожароопасными продуктами применяют фланцы так называемого аммиачного типа с выточками. При работе под вакуумом и при избыточном рабочем давлении до [c.71]

    Крепежные детали в виде болтов, шпилек, гаек, винтов и других деталей применяются в аппаратах для закрепления фланцевых соединений, аппаратов на опорах, различных внутренних и наружных устройств и т. д. [c.69]

    На ГРС ежегодно должны составляться (по цехам) планы-графики профилактического осмотра и ремонта зданий, сооружений, технологического оборудования и сосудов, работающих под давлением. Профилактическому осмотру и планово-предупредительному ремонту подвергают здания и сооружения, запорную арматуру и КИП, газопроводы, стационарные резервуары для хранения сжиженного газа, предохранительные клапаны, компрессоры, насосы, весы, гибкие шланги, баллоны, вентиляционные установки, электрооборудование, грозозащиту, пожарную сигнализацию и телефонную связь, резьбовые и фланцевые соединения аппаратов, трубопроводов и арматуры, карусельные газонаполнительные и сливные агрегаты, конвейеры, газовые котельные, [c.110]

    Конструкции стандартных стальных фланцев для аппаратов показаны на рис. 19.3—19.5, пределы их применения в зависимости от расчетной температуры и материала приведены в табл. 19.6, их основные геометрические размеры — в табл. 19.7— 19.10. Рекомендуемые материалы для крепежных деталей стандартных фланцевых соединений аппаратов даны в табл. 19.11. [c.541]

    Прокладочный материал для фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов химических производств [c.66]

    Рекомендуемые материалы для крепежных деталей стандартных фланцевых соединений аппаратов, [c.244]

    Выполнить расчет на прочность и герметичность фланцевого соединения аппарата, работающего под внутренним давлением. Исходные данные для различных вариантов представлены в табл. 1.46. [c.109]

    Втабл. 10.1 и 10.2 приведены рекомендуемые неметаллические и металлические прокладочные материалы для фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов химических производств, а в табл. 10.3 — прокладочные материалы для резьбовых соединений трубопроводов. [c.382]

    Рекомендуемые неметаллические прокладочные материалы для фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов технологических производств по ОСТ 26-373-78 [c.382]

    Наряду с основными стандартными фланцевыми соединениями аппаратов на рабочие параметры Рд диаметрах аппарата О = 400- -2000 мм применяют также менее металлоемкие фланцевые соединения на зажимах (ОСТ 26-01-396—78 [211 и ОСТ 26-01-64—77 [20]). [c.95]

    Рассчитать на прочность и герметичность фланцевое соединение аппарата. [c.589]

    Уплотнительная поверхность фланцевых соединений аппаратов, штуцеров и люков — гладкая. [c.9]

    Резьбовые и фланцевые соединения аппаратов

Виды фланцевых соединений и их характеристики — Студопедия.Нет

При проведении химического процесса необходимо выполнять требования безопасной эксплуатации оборудования. В инженерной практике использования химических реакторов встречаются технические оболочки, изготовленные как одна деталь (отливки, поковки). Другие оболочки представляют собой свариваемые между собой конструкции, что обеспечивает наибольшую гарантию герметичности конструкции. Однако часто узлы реакторов соединяются между собой с помощью разъемных соединений, что обусловлено требованиями изготовления, монтажа и эксплуатации реактора. Наиболее распространенным видом разъемного соединения является фланцевое соединение. Фланцевые соединения должны обеспечивать герметичность соединения, обладать прочностью, быстро разбираться и собираться, быть дешевыми [11].

Основным элементом фланцевого соединения является фланец. В настоящее время широкое применение получили три вида фланцев: плоские приварные, приварные встык и свободные на приварном кольце (накидные) (рисунок 10). Конструкции фланцев стандартизированы и классифицируются по условному давлению и условному диаметру.

а ‒ плоский приварной; б ‒ приварной встык; в ‒ свободный на приварном кольце; 1 ‒ фланец; 2 ‒ привариваемая труба; 3 ‒ приварное кольцо

Рисунок 10 ‒ Фланцы трубопроводов

Наиболее простыми являются плоские приварные фланцы. Они применяются при давлении до 2,5 МПа и температуре до 300 °С. В силу своей простоты и небольшой материалоемкости фланцы такой конструкции в настоящее время нашли широкое распространение в нефтеперерабатывающей промышленности.

Приварные встык фланцы не имеют ограничений по давлению и температуре. Коническая втулка этих фланцев позволяет, во-первых, снизить напряжения во фланце, а во-вторых, вынести сварной шов из зоны наибольших нагрузок фланцевого соединения.

Накидные фланцы удобны при монтаже, так как в этой конструкции часть фланца под установку прокладки соединена с патрубком жестко, а сам фланец на патрубке не закреплен, поэтому отверстия под болты можно поворачивать на любой угол. Накидные фланцы применяют при условном давлении до 2,5 МПа.

Присоединительной поверхностью фланцев называется поверхность под установку прокладки. Виды фланцевых соединений в зависимости от этой поверхности представлены на рисунок 11.

а ‒ с гладкой поверхностью; б ‒ выступ-впадина; в ‒ шип-паз; г ‒ с овальной (или восьмиугольной) прокладкой; д ‒ с линзовой прокладкой

Рисунок 11 ‒ Некоторые виды фланцевых соединений

Фланцевые соединения с гладкой присоединительной поверхностью получили широкое распространение в связи с простотой конструкции.

Соединения типа «выступ-впадина» и «шип-паз» являются более надежными, поэтому их применяют при проведении взрывопожароопасных процессов, а также процессов, протекающих при рабочей температуре от -40 °С и выше +300 °С. Монтируют фланцы таким образом, чтобы фланец, находящийся внизу в рабочем состоянии аппарата, имел исполнение «паз» (впадина). Это облегчает установку прокладки при монтаже.

При высоких давлениях (более 6,3 МПа) применяют фланцевые соединения с поверхностью под металлическую прокладку овального или восьмиугольного сечения. Сопрягаемая поверхность таких фланцев имеет одинаковые фасонные канавки.

Герметичность фланцевого соединения обеспечивается с помощью прокладки. Прокладка должна быть эластичной, стойкой к воздействию уплотняемой среды, прочной и долговечной. Наиболее часто в качестве материала прокладок используют неметаллические материалы (резину, асбестовый картон, паронит, фторопласт), атак же металлы (алюминий, латунь, медь, сталь).

Существует еще группа так называемых спирально навитых прокладок. Уплотнительная поверхность таких прокладок состоит из двух спирально навитых чередующихся лент: перфорированной холоднокатаной из коррозионно-стойкой стали и ленты из уплотнительного материала, например фторопласта. Дополнительную прочность прокладке придает одно или два металлических кольца. Если прокладка имеет одно кольцо, то оно может располагаться как с внешней стороны уплотнительного материала, так и с внутренней (рисунок 12).

Такие прокладки обладают хорошей герметичностью по сравнению с плоскими неметаллическими прокладками. Их можно использовать, например, при комплектовании фланцевых соединений с гладкой уплотнительной поверхностью в случае невозможности применения обычных неметаллических прокладок.

 

а ‒ основной тип; б ‒ с внутренним кольцом; в ‒ с наружным кольцом;

г ‒ с внутренним и наружным кольцом; 1 ‒ лента-наполнитель;

2 ‒ перфорированная лента из коррозионно-стойкой стали; 3 ‒ внутреннее кольцо; 4 ‒ внешнее кольцо

Рисунок 12 ‒ Спирально-навитые прокладки

Крепежными деталями фланцевого соединения являются болты или шпильки и гайки. Шпильки устанавливают в более ответственных соединениях, так как они обладают меньшим коэффициентом концентрации напряжений. Материал крепежных деталей фланцевого соединения подбирается также в зависимости от рабочих параметров рабочего процесса (давления, температуры) и материала фланцев. Если сосуд работает при высоких температурах, то мате риал болтов должен иметь тот же коэффициент температурного расширения, что и фланцы. Это позволяет снизить значения возникающих во фланцевом соединении напряжений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном отчете рассмотрен блок деизогексанизации установки изомеризации гидроочищенной бензиновой фракции

В литературном обзоре описаны подготовка к ремонту и ремонт основного оборудования блока деизогексанизации установки изомеризации гидроочищенной бензиновой фракции

В технологическом разделе приводятся технические и технологические характеристики основного оборудования блока деизогексанизации установки изомеризации гидроочищенной бензиновой фракции.

 Также в отчете рассматривается ремонт насосного  оборудования и виды фланцевых соединений.

 

Фланцевые соединения на аппаратах и трубопроводах     На ГРС ежегодно должны составляться (по цехам) планы-графики профилактического осмотра и ремонта зданий, сооружений, технологического оборудования и сосудов, работающих под давлением. Профилактическому осмотру и планово-предупредительному ремонту подвергают здания и сооружения, запорную арматуру и КИП, газопроводы, стационарные резервуары для хранения сжиженного газа, предохранительные клапаны, компрессоры, насосы, весы, гибкие шланги, баллоны, вентиляционные установки, электрооборудование, грозозащиту, пожарную сигнализацию и телефонную связь, резьбовые и фланцевые соединения аппаратов, трубопроводов и арматуры, карусельные газонаполнительные и сливные агрегаты, конвейеры, газовые котельные, [c.110]
    Резьбовые и фланцевые соединения аппаратов, трубопроводов и арматуры [c.266]

    Профилактическому осмотру и ремонту подвергают следующее основное оборудование арматуру и КИП ГРС, стационарные резервуары для хранения сжиженного газа, газопроводы, автоцистерны, предохранительные клапаны, задвижки, вентили и краны, насосы, компрессоры, весы, баллоны, гибкие шланги, манометры, уровнемеры, вентиляционные установки, электрооборудование, грозозащиту, пожарную сигнализацию и телефонную связь, резьбовые и фланцевые соединения аппаратов, трубопроводов и арматуры, газовые котельные установки и дымоходы [c.147]

    Резьбовые и фланцевые соединения аппаратов, трубопроводов и арматуры Газовое хозяйство котельных и котлов Дымоходы кирпичные Дымоходы асбоцемент- [c.194]

    Для предупреждения подобных аварий необходимо фланцевые соединения на трубопроводах и аппаратах высокого давления вы—полнять в соответствии с действующими правилами. Особую осторожность следует соблюдать при проведении ремонтных и профилактических работ на этих установках. Ни в коем случае нельзя ремонтировать оборудование и трубопроводы, находящиеся под-давлением водорода и других водородсодержащих газов. Для уст—ранения выявленных неполадок необходимо остановить производ -ство или отдельный аппарат, сбросить давление газа, продуть оборудование азотом или другим инертным газом и только после этого можно начинать ремонтные работы. При ведении ремонтных работ необходимо строго выполнять инструкции по технике безопасности. [c.337]

    Конструкция, размеры и материалы, из которых изготовляются фланцевые соединения аппаратов п трубопроводов, определяются инструкциями. Например, для стальных аппаратов и трубопроводов низкого давления (крышки, люки аппаратов, соединения аппаратов и трубопроводов, соединения арматуры и т. п.) обычно применяются плоские фланцы с шлифованной уплотнительной поверхностью. Прн работе с ядовитыми и взрыво- и пожароопасными продуктами применяют фланцы так называемого аммиачного типа с выточками. При работе под вакуумом и при избыточном рабочем давлении до [c.71]

    Втабл. 10.1 и 10.2 приведены рекомендуемые неметаллические и металлические прокладочные материалы для фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов химических производств, а в табл. 10.3 — прокладочные материалы для резьбовых соединений трубопроводов. [c.382]

    Рекомендуемые неметаллические прокладочные материалы для фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов технологических производств по ОСТ 26-373-78 [c.382]

    При установке фланцевых соединений на трубопроводах фланцы приваривают непосредственно к трубам. При соединении арматуры или трубопроводов с аппаратами фланцы приваривают к патрубкам, которые в свою очередь приваривают к аппаратам. На арматуре и оборудовании фланцы обычно отливают вместе с корпусом. [c.114]

    В разъемных фланцевых соединениях аппаратов и трубопроводов в качестве уплотнительных прокладок применяют различные [c.22]

    РЕКОМЕНДУЕМЫЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРОКЛАДОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ для ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ АППАРАТОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ПО ост 26-373 — 78 [27, 14] [c.23]

    Прокладочный материал для фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов химических производств [c.66]

    Детали внутренних устройств химических аппаратов, работающих со средами повышенной и высокой агрессивности прокладочный материал фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов химических производств [c.67]

    Из разъемных соединений универсальными и наиболее распространенными являются фланцевые. Это — потенциальные источники загазованности воздушной среды, поэтому необходимы возможное ограничение их числа и обязательный надзор за их исправностью. Для фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов, работающих с давлением до 2,5 МПа (25 кгс/см ), обычно применяют фланцы с плоскими привалочными поверхностями или с рисками и канавками для предотвращения выдавливания прокладок. При более высоком давлении, а также для ядовитых и пожароопасных продуктов, используют фланцы с кольцевыми канавками и соответствующими им кольцевыми выступами на парных фланцах в разных иногда сложных вариантах исполнения. [c.370]

    Конструкция, размеры и материалы, из которых изготовляются фланцевые соединения аппаратов и трубопроводов, определяются соответствующими ГОСТ и нормалями в зависимости от давления, температуры, [c.79]

    Для уплотнения фланцевых соединений применяют прокладки из различных упругих материалов картона, асбеста, паронита, винилиденхлорида, фторопласта, полиэтилена, фибры, мягкого железа, алюминия, меди и др. Основным требованием, предъявляемым к прокладочным материалам, используемым для герметизации разъемных фланцевых соединений, является устойчивость прокладок к температурным условиям, давлению, в которых будет находиться данное соединение, и химическая устойчивость. Например, установка резиновых прокладок на фланцевые соединения аппаратов и трубопроводов для хлора не обеспечивает надежности в работе, потому что резина под воздействием хлора теряет эластичность, становится хрупкой. Прокладки из обычной резины нельзя устанавливать на аппараты и трубопроводы для органических растворителей, под воздействием которых резина набухает, деформируется, теряет свою устойчивость. Многие прокладочные материалы не выдерживают высоких температур. [c.80]

    Крепежные детали фланцевых соединений аппаратов и трубопроводов детали внутренних устройств аппаратов [c.139]

    Полиизобутилен устойчив к действию 96% -ной серной кислоты при температуре до 20 °С, к 90% -ной — при 40 °С и к 80% -ной — при 60 °С. Из полиизобутилена изготовляют листы, применяемые для защиты аппаратов от коррозии, шланги для антикоррозионного покрытия труб и прокладочные пластины для уплотнения фланцевых соединений в трубопроводах, транспортирующих сильноагрессивные среды. [c.42]

Что такое фланцевые соединения? Типы фланцевых соединений. Фланцевые соединения в промышленности

В промышленности часто применяются фланцевые соединения. Они должны обеспечивать герметичность и прочность собираемых конструкций. Роль качественного соединения немаловажна, ведь непрочное скрепление может приводить к большим потерям и грозить опасностью обслуживающему персоналу. Основным элементом соединения является фланец. Эта деталь представляет собой металлический диск и обеспечивает прочное и плотное разъемное соединение. Свое применение фланец нашел в отрасли трубопроводного транспорта, коммунального хозяйства. Благодаря использованию различных материалов для его изготовления, он становится практически универсальным элементом трубопроводных конструкций.

Виды фланцев

Для технологических трубопроводов разработано большое количество конструкций этой детали. Все фланцевые соединения состоят из следующих элементов – фланцев, прокладки, крепежных изделий. Главная задача, которая возложена на этот узел – объединение частей трубопровода либо же присоединение к трубам дополнительного оборудования. Фланцы подразделяются на виды в зависимости от различных параметров. По конструкции они делятся на:

• цельные;
• свободные.

Отличие заключается в том, что цельные фланцы вместе с корпусом претерпевают соответственно одинаковые нагрузки. Изготавливаются они совместно с арматурой в процессе отливки или штамповки, также совмещение можно производить при помощи сварки. Что касается свободных, они представляют собой диск, который крепится к приваренному фланцу или отбортованному краю трубы. У обоих видов имеются как недостатки, так и достоинства. Свободные фланцы удобны в сборке, их конструкция позволяет легко совмещать отверстия под шпильки. Недостатком является меньшая прочность и жесткость, чем у цельных фланцев.

Разделение фланцев по назначению:

• Для арматуры и трубопроводов. Фланцевые соединения трубопроводов данного типа используются для всех видов и отраслей трубного, транспортного и жилищно-коммунального хозяйства.
• Для сосудов и аппаратов, такие соединения применяются для перегонки нефти, оборудования систем теплообеспечения, а также емкостей под резервацию.

Стандарты

Все фланцы подразделяются на несколько видов в зависимости от ГОСТа и исполнения:

1. Литые фланцы, изготавливаются как единое целое с корпусом. Отливаться они могут из стали или чугуна.
2. Стальные фланцы, которые имеют резьбу на шейке. Этот тип имеет достаточно ограниченное применение и в основном используется для трубопроводов с низким давлением.
3. Воротниковые фланцы. Представляют собой изделие из стали, которое получено сваркой встык. Назначение воротниковых фланцев заключается в соединении трубопроводов с высоким и средним давлением. Преимущество этого типа заключается в простоте монтажа и экономичности. По сравнению с фланцами плоскими приварными, которые мы рассмотрим следующим пунктом, они сокращают трудоемкость изготовления в среднем на 20% и объем работ по сварке в два раза.
4. Фланцы плоские приварные. Производятся они из стали и применяются такие фланцевые соединения для технологических трубопроводов.
5. Свободные фланцы. Этот вид имеет свои особенности и подразделяется на три подвида:

• с буртом, они применяются для трубопроводов с агрессивными средами, от воздействия которых бурт предохраняет сам фланец;
• на отбортованной трубе;
• на приварном кольце, они используются для трубопроводов из цветных металлов – меди и ее сплавов, алюминия, а также нержавеющей стали;

Параметры выбора соединения

1. Форма фланцевого соединения. Фланцы могут быть: круглые, овальные или прямоугольные.
2. Условный проход. Его размер соответствует внутреннему сечению фланца, по которому будет протекать среда.
3. Конструктивное исполнение. Этот параметр регламентирует фланцевые соединения, ГОСТ 12815-80 включает 9 различных категорий исполнения.
4. Давление. Соединения могут выдерживать максимально условное давление, оно зависит от исполнения и геометрических размеров фланца. Этот параметр также предусмотрен основным нормативным документом.
5. Материал. Для изготовления используется чугун, углеродистая, легированная, нержавеющая сталь. Материал выбирается в соответствии с используемой средой применения. Могут также применяться и дорогостоящие металлы.

Электроизолирующее соединение

Изолирующее фланцевое соединение имеет ряд отличий от других видов и несет на себе задачу препятствия прохождению электрического тока, а также защиты от электрохимической коррозии. Большинство трубопроводов проложены под землей, где возможна вероятность возникновения блуждающих токов. В целом они не несут опасности всему трубопроводу на входе, но очень опасны на месте выхода. Такое воздействие может приводить к разрушению металла, образованию трещин и утечкам транспортируемой жидкости или газа, изолирующее фланцевое соединение обеспечивает необходимую безопасность. Состоит оно из фланцев, специальных изолированных прокладок, втулок и крепежных изделий. Применяют такое соединение в следующих случаях:

• на границе трубопровода и переходе его от поставщика к потребителю;
• когда фланцевое соединение труб обеспечивает совмещение разных материалов, из которых они изготовлены;
• на трубопроводах, которые проложены в области источников блуждающих токов;
• на выходе изолированной трубопроводной сети, которая соединяется с неизолированным трубопроводом;
• на наземных участках газораспределительных станций.

Другие типы фланцевых соединений

• Измерительные фланцевые соединения. Они обеспечивают стыковку трубопроводных сетей с дополнительным оборудованием и измерительными устройствами.
• Соединения, работающие под большим давлением. Такие узлы подвергаются переменным нагрузкам от работающих механизмов. Поэтому чтобы обеспечить плотность и прочность, а также долговечность, следует соблюдать ряд технологических нюансов при монтаже. Закручивание шпилек производится постепенно по кругу и в определенной последовательности. Фланцевые соединения могут стать более прочными за счет использования линзового вида прокладки. Чтобы использовать этот вид прокладок, предварительно необходимо отшлифовать поверхность и прокладки, и трубы непосредственно. Наилучшим вариантом для данного вида служат резьбовые фланцевые соединения. Также может использоваться наряду с линзовой прокладкой, плоская металлическая.
  Максимальная плотность фланцевого соединения обеспечивается использованием таких материалов для плоских прокладок, как медь или алюминий.

• Фланцевый замок. Это соединение по конструкции полностью соответствует фланцевому, отличие заключается в том, что вместо привычных крепежных изделий – болтов и шпилек, используется специальная конструкция в виде полосы, которая обжимает фланцы и затягивается болтами. В таких соединениях отверстия по диаметру фланцев отсутствуют. Такой вид отлично зарекомендовал себя в узлах, которые требуют быстрого и периодического разъединения-соединения. Использовать в этом случае можно плоские приварные фланцы или приваренные встык.

Фланцевый крепеж

Для монтажа фланцевых соединений обязательно необходим крепеж. Для крепления трубопроводов применяют такие крепежные изделия: болт, гайка, шпилька и шайба. Так как фланцевые соединения трубопроводов — это достаточно ответственная конструкция, к крепежу предъявляются требования в соответствии со следующими параметрами:

1. Среда. Она может быть агрессивной и нет. Основываясь на этом параметре среды, выбирается крепеж. Для агрессивных сред предпочтение отдается стали с антикоррозионными свойствами. Также возможно применение специальных покрытий, препятствующих коррозии.
2. Температура. Здесь играет роль температура жидкости или газа, который будет транспортироваться по данному трубопроводу, а также температурный режим окружающей среды. Каждый материал имеет рабочий диапазон температур, в соответствии с которым выбирается изделие. Если окружающая среда не превышает –30 ºС, возможно применение обычных марок стали, для более низких температур применяются холодостойкие марки.
3. Давление. Чем выше показатель рабочего давления, тем более высокими параметрами должен обладать используемый материал, из которого изготовлены шпильки для фланцевых соединений.
4. Показатели крепежных изделий: тип резьбы, шаг, длина.
5. Материал. Сталь, которую используют в производстве крепежных изделий для фланцевых соединений можно классифицировать по четырем категориям:

• углеродистая сталь общего назначения, рабочая температура не должна превышать показатель 200 ºС, а максимальный диаметр – 48 мм;
• углеродистая сталь, применяемая для изделий повышенной точности, температура работы не может быть выше значения 300 ºС;
• сталь углеродистая с повышенным качеством, крепежные изделия из этого материала могут эксплуатироваться при температуре выше 450 ºС;
• легированные стали, которые обладают теплоустойчивыми и антикоррозионными свойствами.

Ограниченность применения крепежных изделий

Выбор крепежных изделий обусловлен вышеперечисленными параметрами, но существуют и некоторые ограничения:

1. Крепежи, эксплуатируемые при рабочем давлении до 25 кгс/см, не ограничены выбором типа изделия. Что же касается давления, которое превышает эту цифру, использоваться могут только шпильки для фланцевых соединений, применение болтов запрещено.
2. Марка стали для пары «шпилька–гайка» может выбираться как одинаковой, так и различной. Если используется один материал, прочность гайки должна быть ниже прочности шпильки на 20 единиц.

Существует специальный ГОСТ шпильки для фланцевых соединений, в соответствии с которым выбираются номинальные размеры крепежного изделия. Выбор размеров зависит от рабочего давления, которому будет подвержена шпилька.

Прокладки

Эта деталь входит в изолированное фланцевое соединение, для того чтобы обеспечить необходимую плотность между фланцами. Прокладки разделяют на различные виды по определенным параметрам. В зависимости от материала, из которого они изготовлены, различают категории:

• металлические;
• неметаллические;
• комбинированные.

Распределение прокладок по упругости:

• упругие;
• жесткие.

Это свойство предопределяет материал, из которого изготовлены прокладки для фланцевых соединений. Упругие получаются из комбинированных и неметаллических видов. Жесткие прокладки в основном представляют собой металлические, а также неметаллические, полученные из таких материалов, как фибра, твердая резина, паронит и т. д.

Конструктивные особенности прокладок

По этому признаку прокладки для фланцевых соединений делятся на:

• Плоские (могут быть как металлическими, неметаллическими и комбинированными), их применяют в соединениях с плоскими поверхностями. Внутренний диаметр плоских прокладок должен быть больше диаметра трубы на 1-3 мм.
• Линзовые прокладки изготавливают из углеродистых и легированных сталей, они могут быть как жесткими, так и упругими.
• Овальные обеспечивают надежное уплотнение, при этом нагрузка на болты достаточно умеренная. Контакт прокладочного изделия происходит по наружной и внутренней окружности с фланцем. Материалом для этих прокладок служит углеродистая или нержавеющая сталь.
• Гофрированные прокладки могут быть как металлическими, так и неметаллическими. Их изготавливают из тонкого листа меди, мягкой стали, в качестве неметаллического материала используется асбестовый картон или бумага. Внутренний диаметр соответствует диаметру фланца, а внешний корректируется расположением болтов.
• Спиральные относятся к упругим прокладкам. Такая прокладка состоит из трех элементов – спиральной части и двух ограничительных колец.
• Зубчатые прокладки, материалом для этих прокладок служит малоуглеродистая или легированная сталь. Изолированное фланцевое соединение с данным типом прокладок может эксплуатироваться при температурах, не превышающих 480 ºС.

Расчет фланцевых соединений

После определения типа фланца, в зависимости от его назначения, вида прокладочного изделия, а также материалов, из которых изделие будет изготавливаться, конструкторами выбираются необходимые размеры детали по специальным таблицам. Они представлены в соответствующих ГОСТах. Несмотря на то что фланцы являются стандартными деталями, очень часто возникает потребность в конструировании индивидуального изделия. Система расчета включает следующие пункты:

1. Расчет пластических деформаций в основании втулок, это касается соединений, работающих при небольших температурах и давлениях.
2. Учет внешнего изгибающего момента, возникающего от нагрузки на болты. Этот параметр определяет прочностные характеристики фланца.
3. Вычисление возникающих напряжений, особенно это касается изделий, которые получены сваркой.
4. Выбор шага болтов, неправильно определенный этот параметр может вызвать прогиб колец фланца между болтами.

Расчет фланцевых соединений должен учитывать разновидность нагрузки. Возможны два варианта – в первом случае нагрузка от болтов передается на прокладку, во втором – идет равномерное распределение нагрузок между прокладкой и опорным кольцом.

Фланцы. Типы фланцев. Назначение фланцев и фланцевых соединений

Фланцы, по своему назначению и области применения делятся на несколько типов:
1.Фланцы стальные приварные встык ГОСТ 12821-80
2.Фланцы стальные плоские приварные ГОСТ 12820-80
3. Фланцы сосудов и аппаратов стальные приварные встык ГОСТ 28759.3-90
4. Фланцы сосудов и аппаратов стальные плоские приварные ГОСТ 28759.2-90

Отсюда следует, что виды фланцев и фланцевых соединений делятся на два типа: Фланцы и фланцы сосудов и аппаратов. Эти два типа фланцев различаются по своему прямому назначению и области применения.
Первые два типа фланцев (1 и 2) и фланцевых соединений предназначены в основном для прокладки, эксплуатации, ремонта, конструирования больших и маленьких трубопроводов, — начиная с трубопроводов Жилищно — Коммунального Хозяйства , и заканчивая магистральными трубопроводами трубопроводного транспорта.
Вторые два типа фланцев и фланцевых соединений (3и 4) предназначены для применения при монтаже, ремонте, конструировании, и эксплуатации колон перегонки нефти, теплообменного оборудования, резервуарных емкостей.

Существуют еще несколько типов фланцев и фланцевых соединений (электроизолирующие, измерительные, работающие под очень высоким давлением (до 1200 Мпа, и т.д.), но мы не будем на них останавливаться в силу их не очень большого спектра применения. Фланцы и фланцевые соединения подразделяются по способу крепления с соединяемыми элементами. Фланцы приварные встык (1и3) Фланцы плоские приварные (2 и 4) Схематический чертеж способов крепления фланцев показан на рисунках.

Крепление фланцев к соединяемым деталям трубопроводов, как правило осуществляется с помощью сварки. После проведения сварочных работ, сварочный шов необходимо термообработать, так как возникшие внутренние напряжения и изменение кристаллитной решетки необходимо привести в нормальное состояние. В противном случае эти неблагоприятные факторы отрицательно скажутся на эксплуатационных свойства фланцев и фланцевых соединений.

Существуют еще несколько способов соединения деталей трубопроводов, не получивших такого широкого применения как фланцевое соединение.
1. Бугельное соединение деталей трубопроводов. Это соединение возможно применять на элементах соединения относительно небольших диаметрах. Преимуществом соединения является возможность выдерживать высокое рабочее давление, недостатком – невозможность использования бугельного соединения на соединяемых деталях большого диаметра.
2. Фланцевый замок. Фланцевый замок полностью соответствует фланцевому соединению, но в отличии от фланцевого соединения (элементы крепления, — шпильки, шайбы, гайки, болты), элементом крепления является обжимная полоса с откидными болтами.

Фланцевый замок применяется при соединении фланцев, если постоянно возникает необходимость быстрого разъединения фланцевого соединения, при вращении одного или двух соединяемых фланцев. Фланцевый замок применяется для соединения как фланцев приварных встык, так и соединения плоских приварных фланцев.

Таким образом, в этой статье мы рассмотрели типы фланцевых соединений, получивших широкое применение в нашей нефтехимической отрасли и трубопроводном транспорте.

АТК 24.201.18-91 «Фланцы, крышки и прокладки малогабаритных химических аппаратов. Конструкция и размеры. Технические требования»

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭ

Что такое фланцевые соединения? Типы фланцевых соединений. Фланцевые соединения в промышленности

В промышленности, фланцевое соединение. Они должны обеспечивать целостность и прочность собранных конструкций. Роль качественной связи важна, потому что хрупкая связь может привести к большим потерям и угрожать обслуживающему персоналу. Основным элементом соединения является фланец. Эта часть представляет собой металлический диск и обеспечивает прочное и герметичное разъемное соединение. Фланец нашел свое применение в промышленности трубопроводного транспорта, коммунального хозяйства.Благодаря использованию различных материалов для его изготовления он становится практически универсальным элементом трубопроводных конструкций.

Типы фланцев

Для технологических трубопроводов большое количество конструкций этой детали. Все фланцевые соединения состоят из следующих элементов — фланцы, прокладки, крепеж. Основная задача, которая возложена на это устройство, — это объединение частей трубопровода или добавление дополнительного оборудования к трубам. Фланцы делятся на типы в зависимости от различных параметров.По конструкции они делятся на:

Разница в том, что цельные фланцы вместе с корпусом испытывают одинаковую нагрузку соответственно. Они изготавливаются вместе с арматурой в процессе литья или штамповки, а также комбинации могут быть изготовлены сваркой. Что касается бесплатно, они представляют собой диск, который прикреплен к приваренному фланцу или фланцевому краю трубы. Оба типа имеют как недостатки, так и достоинства. Свободные фланцы удобны в сборке, их конструкция позволяет легко совмещать отверстия под шпильки.Недостатком является меньшая прочность и жесткость, чем у встроенных фланцев.

Разделение фланцев по назначению:

• Для фитингов и трубопроводов. Фланцевые соединения трубопроводов этого типа используются для всех типов и ответвлений трубопровода, транспорта и жилищно-коммунального хозяйства.
• Для сосудов и аппаратов такие соединения используются для перегонки нефти, оборудования для систем теплоснабжения, а также для резервуаров для резервирования.

Стандарты

Все фланцы подразделяются на несколько типов в зависимости от ГОСТ и характеристик:

1. Фланцевые фланцы изготавливаются как единое целое с корпусом.Они могут быть отлиты из стали или чугуна.
2. Стальные фланцы с резьбой на шейке. Этот тип имеет довольно ограниченное применение и в основном используется для трубопроводов низкого давления.
3. Хомуты фланцы. Это изделие из стали, которое получается при стыковой сварке. Назначение фланцев воротников — соединить трубопроводы с высоким и средним давлением. Преимуществом этого типа является простота монтажа и экономичность. По сравнению с плоскими сварными фланцами, которые мы рассмотрим в следующем пункте, они снижают трудоемкость производства в среднем на 20%, а объем сварочных работ удваивается.
4. Фланцы плоские приварные. Они изготовлены из стали, и такие фланцевые соединения используются для технологических трубопроводов.
5. Свободные фланцы. Этот вид имеет свои особенности и подразделяется на три подвида:

,

• с хомутом, они используются для трубопроводов с агрессивными средами, от которых хомут защищает сам фланец;
• на фланцевой трубе;
• на сварном кольце, они используются для трубопроводов из цветных металлов — меди и ее сплавов, алюминия и нержавеющей стали;

Варианты выбора соединения

1. Форма фланцевого соединения.Фланцы могут быть: круглые, овальные или прямоугольные.
2. Условный пропуск. Его размер соответствует внутреннему сечению фланца, через которое будет протекать среда.
3. Конструкционный дизайн. Этот параметр регулирует фланцевые соединения, ГОСТ 12815-80 включает в себя 9 различных категорий производительности.
4. Давление. Соединения выдерживают максимальное условное давление, оно зависит от конструкции и геометрических размеров фланца. Этот параметр также предусмотрен основным нормативным документом.
5. Материал. Для производства чугуна, углерода, сплава используется нержавеющая сталь. Материал подбирается в соответствии с используемой средой. Также можно использовать дорогие металлы.

Электроизоляционное соединение

Изолирующее фланцевое соединение имеет ряд отличий от других типов и выполняет задачу предотвращения прохождения электрического тока, а также защиты от электрохимической коррозии. Большинство трубопроводов проложено под землей, где возможна случайная пауза.В целом, они не представляют угрозы для всего трубопровода на входе, но очень опасны на месте выхода. Такое воздействие может привести к разрушению металла, образованию трещин и утечек транспортируемой жидкости или газа, изоляция фланцевого соединения обеспечивает необходимую безопасность. Он состоит из фланцев, специальных изолированных прокладок, втулок и крепежных элементов. Применяют это соединение в следующих случаях:

• на границе трубопровода и его переход от поставщика к потребителю;
• , когда фланцевое соединение труб обеспечивает согласование различных материалов, из которых они изготовлены;
• На трубопроводах, проложенных в области источников паразитных токов;
• На выходе из изолированной сети трубопроводов, которая подключена к неизолированному трубопроводу;
• на наземных участках газораспределительных станций.

Другие типы фланцевых соединений

• Измерительные фланцевые соединения. Они обеспечивают стыковку трубопроводных сетей с дополнительным оборудованием и измерительными приборами.
• Соединения, работающие под высоким давлением. Такие узлы подвергаются переменным нагрузкам от рабочих механизмов. Поэтому, чтобы обеспечить плотность и прочность, а также долговечность, при установке необходимо соблюдать ряд технологических нюансов. Скручивание шпилек производится постепенно по кругу и в определенной последовательности.Фланцевые соединения могут стать более прочными при использовании прокладки линзового типа. Чтобы использовать этот тип прокладок, сначала необходимо отшлифовать поверхность, а также прокладки и трубы напрямую. Наилучшим вариантом для этого типа являются резьбовые фланцевые соединения. Также может использоваться наряду с прокладкой объектива, плоский металл.
  Максимальная плотность фланцевого соединения обеспечивается использованием таких материалов для плоских прокладок, как медь или алюминий.

• Фланцевый замок. Это соединение полностью структурировано соответствует фланцу, отличие состоит в том, что вместо обычных крепежных элементов — болтов и шпилек, используется специальная конструкция в виде полосы, которая сжимает фланцы и затягивает болтами.В таких стыках нет отверстий под диаметр фланцев. Этот вид отлично зарекомендовал себя в узлах, которые требуют быстрого и периодического разъединения-соединения. Использовать в этом случае могут плоские приварные фланцы или приварные друг к другу.

Фланцевые крепежи

Для фланцевого соединения необходимы крепежные детали. Для крепления трубопроводов используются крепежные элементы, такие как болты, гайки, шпильки и шайбы. Поскольку фланцевые соединения трубопроводов являются довольно ответственной конструкцией, к крепежным элементам предъявляются требования в соответствии со следующими параметрами:

1. , среда.Это может быть агрессивным и нет. На основе этого параметра среды выбирается крепеж. Для агрессивных сред предпочтение отдается стали с антикоррозийными свойствами. Также возможно использование специальных покрытий для предотвращения коррозии.
2. Температура. Температура жидкости или газа, который будет транспортироваться по этому трубопроводу, а также температурный режим окружающей среды, играет здесь роль. Каждый материал имеет диапазон рабочих температур, в соответствии с которым выбирается продукт.Если температура окружающей среды не превышает -30 ° C, возможны обычные марки стали, для более низких температур используются холодные температуры.
3. Давление. Чем выше значение рабочего давления, тем выше используемые параметры должны быть материалом, из которого сделаны шпильки для фланцевых соединений.
4. Показатели крепежа: тип резьбы, шаг, длина.
5. Материал. Сталь, которая используется при изготовлении крепежа для фланцевых соединений, может быть классифицирована на четыре категории:

.

Что такое фланцевый соединитель? (с изображением)

Фланцевый соединитель — это устройство, которое позволяет подсоединять многие типы шлангов и фитингов к фланцевому трубопроводу. Обычно изготавливаемый из нержавеющей или высокоуглеродистой стали, фланцевый соединитель соединяется с фланцевой трубой с помощью болтов, а прокладка между фланцем трубы и соединителем расположена между ними. Обычно на производственных объектах часто используется фланцевый соединитель, позволяющий отсоединить шланг меньшего размера и более управляемый от большого подающего трубопровода.Фланцевый соединитель также можно использовать для блокировки трубопровода.

Фланцевые соединители соединяются с трубами болтами.

Фланцевая труба является широко используемым компонентом на производственных предприятиях и предприятиях пищевой промышленности.Фланцы позволяют отсоединять и снимать трубопроводы для очистки, технического обслуживания и изменения маршрута трубопровода. Многие производственные предприятия используют трубопровод большого диаметра для снабжения участка достаточным потоком материалов, таких как клей, для завершения производственных процессов, происходящих в этом районе. Фланцевый соединитель часто используется для присоединения меньшего и более удобного в обращении трубопровода или шланга к трубопроводу, а затем к инструменту или устройству, которое работник использует на своей рабочей станции.

Существует много типов конструкций фланцевых соединителей, которые могут использоваться для соединения трубопроводов с трубами и шлангами разного размера, манометрами и заглушками. Жесткие линии, а также мягкие шланги могут быть присоединены к трубопроводу с помощью фланцевого соединителя.В большинстве случаев соединитель можно заменить за очень короткое время, что позволяет линии адаптироваться к изменениям в прогоне продукта или перенастройке рабочей станции. В зависимости от типа прокладки, используемой между фланцами, новая прокладка может не потребоваться при замене фланцев или соединений с трубопроводом. На трубопроводах высокого давления или трубопроводах пищевого качества обычно рекомендуется смена прокладки, чтобы уменьшить вероятность утечек и бактерий в области фланца.

Материалы, которые используются при изготовлении фланцевого соединителя, обычно изготовлены из нержавеющей стали или кованой высокоуглеродистой стали.В пищевой промышленности, а также при транспортировке высококоррозионной жидкости по всему предприятию для трубопровода и соединительных компонентов обычно используется нержавеющая сталь. В большинстве других применений, таких как водопровод или канализация, используется алюминий или кованая углеродистая сталь для изготовления как трубопровода, так и всех связанных с ним компонентов. Наиболее распространенный тип фланцевого соединителя изготовлен из нержавеющей стали и использует резьбовой ниппель для соединения плетеной линии из нержавеющей стали с трубопроводом.

,

Клапаны фланцевых торцевых соединений — EnggCyclopedia

Фланцы обычно устанавливаются на клапанах больше DN50 (2 ’’). Для размеров меньше DN50 (2 дюйма) обычно используются резьбовые клапаны, в зависимости от применения и соображений безопасности: например, на паропроводах, даже для размеров ниже DN50 (2 дюйма), вместо этого используются клапаны сварного типа из резьбового типа.

Основным преимуществом использования фланцевого клапана является то, что клапан легко снимается с линии. Однако следует отметить, что фланцы подвержены тепловым искажениям и ударам.Поэтому сварное соединение обычно рекомендуется для применений, где происходят значительные колебания температуры.

Фланцы

обычно изготавливаются в соответствии со стандартом ANSI B16.5 (или DIN или другими международными стандартами). Оценка фланцев производится в зависимости от типа обслуживания, требований к материалу, максимальной рабочей температуры и давления.

В настоящее время в основном используются следующие три (3) фланцевых концевых соединения главных клапанов:

• Плоская поверхность (FF)
• Поднятая поверхность (RF)
• Соединение кольцевого типа (RTJ)

Фланцевое соединение с плоским торцом

Фланцы с плоской поверхностью обеспечивают полный контакт между двумя сопряженными фланцами и прокладкой фланца (прокладка устанавливается между фланцами для герметизации соединения).Они в основном используются в условиях низкого давления, например, в чугунных фланцах. В связи с тем, что оба фланца находятся в полном контакте друг с другом, эта конструкция сводит к минимуму нагрузки на вспомогательные фланцы. Однако недостатком фланцев этого типа является то, что поверхности фланцев должны быть полностью плоскими, чтобы правильно уплотнить поперек всего фланца.

Поднятое фланцевое соединение

Поднятая поверхность является наиболее распространенной из всех поверхностей фланцев.Поднятая поверхность названа так, потому что поверхности прокладок подняты над поверхностью круга болтов (поднятая поверхность является лишь небольшим шагом). Поэтому выступающие фланцы не являются полностью контактными фланцами. Таким образом, при затягивании болтов может возникнуть некоторое напряжение на фланце. Поднятая поверхность отделана рядом концентрических круглых канавок для удержания прокладки на месте и обеспечения лучшего уплотнения. Приподнятые торцевые фланцы предназначены для применения при низких, средних и высоких давлениях и температурах.

Соединение фланцевого соединения типа кольца

Соединительные фланцы кольцевого типа на самом деле являются модификацией конструкции с выступом. У фланцев RTJ есть углубления, нарезанные на их поверхности стальными кольцевыми прокладками. RTJ фланцы обычно предназначены для применения в условиях высокого давления и высоких температур.

,

фланцевое соединение — Valvias

Фланец — это внешнее ребро на конце труб, клапанов и других проточных устройств для их сборки.
Размеры фланцев соответствуют конкретным стандартам: DIN, ANSI, AS, BS, JIS

Тип торцевых фланцев
Существуют разные профили фланцев.

EN 1092-1:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, PN обозначено — Часть 1. Стальные фланцы
Этот европейский стандарт устанавливает требования к круглым стальным фланцам в обозначениях PN от PN 2,5 до PN 400 и номинальных. размеры от DN 10 до DN 4000.Этот стандарт определяет типы фланцев и их облицовку, размеры, допуски, резьба, размеры болтов, отделка поверхности фланца, маркировка, материалы, номинальное давление / температура и массы фланцев.

EN 1092-2:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, PN Обозначено — Часть 2. Чугунные фланцы
В этом документе указаны требования к круглым фланцам из ковкого, серого и ковкого чугуна для DN 10 — DN. 4000 и PN 2,5 до PN 63.Также указываются типы фланцев и их облицовки, размеры и допуски, размеры болтов, поверхность отделка стыковочных поверхностей, маркировки, испытаний, контроля качества и материалов вместе с соответствующими показателями давления / температуры (p / T).

EN 1092-3:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, PN обозначено — Часть 3. Фланцы из медного сплава
В этом документе определяются требования к круглым фланцам из медного сплава в обозначениях PN от PN 6 до PN 40 и номинальных размерах от DN 10 до DN 1800.

EN 1092-4:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, PN Обозначено — Часть 4. Фланцы из алюминиевого сплава
Этот стандарт устанавливает требования для обозначенных PN круглых фланцев для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, изготовленных из алюминиевого сплава, в диапазон от DN 15 до DN 600 и от PN 10 до PN 63. Этот стандарт определяет типы фланцев и их облицовку, размеры и допуски, размеры болтов, обработка поверхности граней, маркировки и материалов вместе с соответствующими показателями P / T.Фланцы предназначены для трубопроводов, а также для сосудов под давлением.

EN 1759-1:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, Обозначенный класс — Часть 1: Стальные фланцы, NPS от 1/2 до 24
Этот европейский стандарт определяет стальные фланцы, обозначенный класс. Стандарт перечисляет размеры, допуски, материалы, P / T рейтинги и технические условия поставки.

EN 1759-2:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, PN Обозначено — Часть 2. Чугунные фланцы
В этом документе указаны требования к круглым фланцам из ковкого, серого и ковкого чугуна для DN 10 — DN. 4000 и PN 2,5 до PN 63. Здесь также указываются типы фланцев и их облицовка, размеры и допуски, размеры болтов, поверхность отделка стыковочных поверхностей, маркировки, испытаний, контроля качества и материалов вместе с соответствующими показателями давления / температуры (p / T).

EN 1759-3:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, обозначенный класс — Часть 3: Фланцы из медного сплава
В документе указаны требования к круглым фланцам из медного сплава в обозначениях классов 150 и 300 и номинальных размеров от DN 10. до DN 900 (NPS 1/2 бис NPS 36).

EN 1759-4:
Фланцы и их соединения. Круглые фланцы для труб, клапанов, фитингов и принадлежностей, обозначенный класс — Часть 4: Фланцы из алюминиевого сплава
Этот стандарт устанавливает требования для обозначенных классом круглых фланцев для труб, клапанов, фитингов и аксессуаров из алюминия. сплав в диапазоне от DN 15 до DN 600 (от NPS 1/2 до NPS 24) и от класса 150 до класса 300.Настоящий стандарт определяет типы фланцев и их облицовки, размеры и допуски, размеры болтов, чистота поверхности граней, маркировка и материалы вместе с соответствующими показателями p / T.

EN 1515-1:
Фланцы и их соединения. Болтовые. Подбор болтов

EN 1515-2:
Фланцы и их соединения. Болтовые. Классификация болтовых материалов для стальных фланцев, обозначение PN

EN 1515-3:
Фланцы и их соединения.Болтовые. Классификация болтовых материалов для стальных фланцев, обозначенный класс.

ANSI / ASME B16.1 -2005
Фланцы из серого чугуна и фланцевые фитинги: классы 25, 125 и 250
Настоящий стандарт охватывает фланцы из серого чугуна 25, 125 и 250 и фланцевые фитинги. Он включает в себя:
(а) номинальное давление-температура
(б) размеры и метод обозначения отверстий редукционной арматуры
(в) маркировка
(г) материал
(д) размеры и допуски
(е) болты и прокладки
( г) покрытия

ANSI / ASME B16.3 -2006 Резьбовые фитинги из ковкого чугуна
: классы 150 и 300
Настоящий стандарт для резьбовых фитингов из ковкого чугуна классов 150 и 300 предусматривает следующие требования: (а) номинальное давление-температура
(б) размеры и способ обозначения отверстий редукционной арматуры
(в) маркировка
(г) материал
(д) размеры и допуски
(е) резьба
(г) покрытия

ANSI / ASME B16.4 -2006
Резьбовые фитинги из серого чугуна, классы 125 и 250
Настоящий стандарт для резьбовых фитингов из серого чугуна, классы 125 и 250, крышки (а) номинальное давление-температура
(б) размеры и метод обозначения отверстий редукционной арматуры
(в) маркировка
(г) материал
(д) размеры и допуски
(е) резьба
(г) покрытия
Обязательное приложение В таблице приведены значения в американских единицах измерения
.

ASME B16.5 -2009
Трубные фланцы и фланцевые фитинги: от 1/2 «до 24» NPS.
Настоящий стандарт охватывает показатели давления-температуры, материалы, размеры, допуски, маркировку, испытания и методы обозначения отверстий для фланцев труб и фланцевых фитингов. Включены:
• Фланцы с обозначениями номинального класса 150, 300, 400, 600, 900 и 1500 для размеров от NPS 1/2 до NPS 24 и фланцы с обозначением номинального класса 2500 для размеров от NPS 1/2 до NPS 12, с требованиями дан как в метрике, так и в U.S. Обычные единицы измерения с диаметром болтов и отверстий под фланцевые болты, выраженные в дюймовых единицах.
• Фланцевые фитинги с номинальным классом 150 и 300 в размерах от NPS 1/2 до NPS 24, с требованиями, указанными как в метрической системе, так и в США. Обычные единицы измерения с диаметром болтов и отверстий под фланцевые болты, выраженными в дюймовых единицах.
• Фланцевые фитинги с обозначением номинального класса 400, 600, 900 и 1500 для размеров от NPS 1/2 до NPS 24 и фланцевые фитинги с обозначением номинального класса 2500 для размеров от 1/2 до NPS 12, которые признается в необязательном приложении E, в котором только U.S. Обычные единицы предоставляются.

Настоящий стандарт ограничивается:
• Фланцы и фланцевые фитинги из литых или кованых материалов
• Слепые фланцы и некоторые переходные фланцы из литых, кованых или листовых материалов
• В этот стандарт также включены требования и рекомендации относительно фланцев болты, прокладки и соединения.

ANSI / ASME B16.20 -2007
Металлические прокладки для фланцев труб: кольцевые, спирально-навитые и с оболочкой
Настоящий стандарт охватывает материалы, размеры, допуски и маркировку для металлических кольцевых уплотнений, спирально-навитых прокладки и прокладки в металлической оболочке.Эти прокладки по размерам подходят для использования с фланцами, описанными в эталонном фланце стандарты ASME B16.5, ASME B16.47, спецификация API 6A и ISO 10423. Этот стандарт охватывает спирально навитые металлические прокладки и прокладки с металлической оболочкой для использования с фланцами с выступающей и плоской поверхностями.

ANSI / ASME B16.21 -2005
Плоские неметаллические прокладки для фланцев труб
Настоящий стандарт охватывает типы, размеры, материалы, размеры, допуски и маркировку для неметаллических плоских прокладок.Эти прокладки по размерам подходят для использования с фланцами, описанными в стандартах на указанные фланцы.

ANSI / ASME B16.24 -2006
Фланцы и фланцевые фитинги из литого медного сплава: Классы 150, 300, 600, 900, 1500 и 2500
Настоящий стандарт на фланцы и фланцевые фитинги из литого медного сплава:
(a ) рейтинги давления и температуры;
(b) размеры и методы обозначения отверстий для редуцированных фитингов;
(с) маркировка;
(d) материалы;
(е) размеры;
(f) болты и прокладки;
(г) допуски;
(ч) испытаний.
Настоящий стандарт охватывает номиналы температуры давления, материалы, размеры, допуски, прокладки и испытания для фланцев и фитингов класса 150, 300, 600, 900, 1500 и 2500 из литой медной трубы.

ANSI / ASME B16.34 -2009
Клапаны фланцевые, резьбовые и приварные
Настоящий стандарт применяется к новой конструкции и охватывает значения давления, температуры, допуски, материалы, требования по неразрушающему контролю, испытания и маркировку для отливки, подделан, и изготовлены фланцевые, резьбовые и сварные концевые и пластинчатые или бесфланцевые клапаны из стали, сплавов на никелевой основе и других сплавов, показанных в таблице 1.Вафельные или бесфланцевые клапаны, болтовые или сквозные устанавливаются между фланцами или напротив фланца и рассматриваются как клапаны с фланцевым концом.
Альтернативные правила для клапанов NPS 2 1/2 и менее приведены в Обязательном приложении V.

ANSI / ASME B16.42 -1998
Фланцы труб из ковкого чугуна и фланцевые фитинги, классы 150 и 300
Настоящий стандарт охватывает минимальные требования к фланцам и фланцевым фитингам из литьевого чугуна классов 150 и 300 и фланцев.Охватываемые требования:
(а) номинальное давление-температура
(б) размеры и способ обозначения отверстий
(в) маркировка
(г) материалы
(е) размеры и допуски
(е) болты, гайки, и прокладки
(g) Испытательные нормы и правила.
Фланцевое или фланцевое крепление, используемое в соответствии с юрисдикцией Кодекса ASME для котлов и сосудов под давлением, Кодекса ASME для напорных трубопроводов или государственных нормативов, подпадает под любое ограничение этого кода или регламента.Это включает в себя любое ограничение максимальной температуры, любое правило, регулирующее использование материала при низкой температуре, или условия для работы при давлении, превышающем значения давления и температуры в настоящем стандарте.

ANSI / ASME B16.48 -2009
Клапаны с фланцевым, резьбовым и приварным концом
Настоящий стандарт охватывает номинальные значения давления-температуры, материалы, размеры, допуски, маркировку и испытания рабочих заготовок в размерах от NPS 1/2 до NPS 24 для установки между ASME B16.5 фланцев на 150, 300, 600, 900, 1500 и 2500 классов давления. Размеры подходят для заготовок из материалов, указанных в таблице 1.

,