Фланцевое соединение стальных труб: Статья О фланцевых соединениях в компании Инжпласт

Статья О фланцевых соединениях в компании Инжпласт

Фланцевое соединение — наиболее распространенный способ стыковки стальных промышленных трубопроводов между собой. Таким образом могут соединяться трубы систем водоснабжения, магистрального отопления, газоснабжения и нефтегазовые трубопроводы.

Основные области применения фланцевых соединений предусматривают возможность:

• 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.

Наряду с резьбовыми, фланцевые соединения — одни из наиболее распространенных во всех сферах промышленности, начиная от прокладки технологического трубопровода и заканчивая сборкой ракетных двигателей. Стяжка по двум плоскостям позволяет получить прочное и герметичное сопряжение, где все элементы нагружены равномерно и способны выдержать значительные нагрузки без деформации, смещения или разрушения.

фланцы могут иметь различную форму в зависимости от того, какого рода уплотнение заложено между ними. В общей практике предусмотрено несколько вариантов:

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

В качестве уплотнений, которые закладывают между сопряженными фланцами, принято использовать:

• картон;
• паронит;
• резину;
• фторопласт;
• асбест;
• медь;
• латунь;
• нержавейку.

Прокладки изготовленные из паронита предназначены для установки на трубопроводах, рабочей средой которых является перегретая пресная вода, сухие либо нейтральные инертные газы, пар, воздух, аммиак (как жидкий так и газообразный), азот (как жидкий так и газообразный), кислород, а также нефтепродукты.

Резиновые прокладки для фланцевых соединений предназначены для использования в трубопроводах с не агрессивной рабочей средой: горячая вода, инертные газы и т.д.

Фторопластовые прокладки используются для соединения трубопроводов, рабочей средой которых является как перегретая пресная вода, пар, так и нефтепродукты, а также другие агрессивные жидкости.

Кольцевые канавки на зеркале фланца

Главной рабочей поверхностью фланцев считается так называемое зеркало фланца. На зеркале фланца протачивают концентрические канавки и делают это для вдавливания в них мягкой прокладки при затяжке фланцевого соединения, что повышает его плотность. Выступ и впадина на зеркале фланца обеспечивают правильное положение прокладки и препятствуют выталкиванию ее наружу давлением среды.

Особенно важно, предусмотреть подобный рельеф зеркала фланцевого узла при комплектации полимерных трубопроводов, где роль рабочей поверхности выполняет торец втулок под фланец.

Это гарантирует уровень герметизации узла.

Допускаемый момент затяжки для стальных болтов с метрической резьбой.

Сборка фланцевых соединений – ключевой момент монтажа фланца. Чтобы достичь максимальной герметизации, необходимо следовать основным нормативным требованиям — последовательности затяжки болтовых соединений, и нормативным усилиям затяжки (см. рис).

Последовательность затяжки болтов на фланцевом соединении.

Широкая номенклатура фланцев, используемых в современной промышленности, требует различных подходов к техническому обслуживанию фланцев. поскольку этот узел требует регулярного обслуживания то важно знать что не рекомендуется использовать фланцевое соединение в подземных трубопроводах, когда предполагается, что они будут заглублены. Как правило их необходимо устраивать с при применении обычных стальных болтов только в пределах смотровых колодцев, тоннелей, коридоров и прочих мест, дающих возможность осматривать и заменять болты или прокладки в любое время. Фланцевые соединения подвержены не только высоким температурам, напряжениям, но и коррозионным воздействиям. Поэтому они требуют регулярного обслуживания. В противном случае негативное воздействие коррозии способно отрицательно сказаться на функционировании не только определенного участка, но и всего трубопровода.

Коррозии подвержены так называемые черные металлы, к которым относят углеродистые стали и чугун. Стойкость к этому процессу проявляют цветные металлы и хромоникелевые стали. В целях защиты от коррозии фланцы покрывают различными материалами, в том числе полимерами (полипропилен, эпоксидная смола) или используют цинковое покрытие в системах холодного и горячего водоснабжения с температурой эксплуатации до + 70 градусов. 

Кроме фланцев для соединения труб широкое применение нашли также фланцевые заглушки. Их еще называют глухими фланцами – это важное конструктивное звено трубопроводов. Оно служит для перекрывания отверстий и выполняет функцию прекращения движения рабочей среды. Обеспечение правильного и надежного функционирования этого элемента – важнейшая задача, так как это обеспечивает надежную и безопасную работу всего трубопровода.

Еще необходимо отметить и всегда помнить о том, что у фланцев в зависимости от рабочего давления разное межосевое расстояние, то есть расстояние между болтов. Поэтому если у вас задвижка с фланцем под 16 атм., а фланец вы возьмете на 10 атм., то отверстия под болты просто не будут совпадать.

Соединение стальных труб на фланцах

Категория: Отопительные системы

Соединение стальных труб на фланцах

Трубы снабжают фланцами для присоединения фланцевой арматуры. Фланцы, закрепляемые на трубах, в этом случае называют контрфланцами.

Фланцевые соединения различают по способу соединения фланцев с трубой, т. е. сваркой, развальцовкой и разбортовкой. Первые два способа создают постоянное скрепление, а третий дает свободно насаженный фланец, перемещающийся вдоль оси трубы и опирающийся на отогнутый в нагретом состоянии борт. Фланец, закрепляемый на сварке или развальцовке, должен быть стальным, а на разбортовке может быть и чугунным.

В настоящее время применяют главным образом приварку фланцев. Скрепления на развальцовке или разбортовке, как правило, не применяются вследствие большой их трудоемкости, не оправдываемой качеством получаемого скрепления, которое не обладает требуемой надежностью.

Существует два способа закрепления фланца сваркой. Один осуществляют простым швом и применяют для трубопроводов центрального отопления и горячего водоснабжения. Второй способ выполняют усиленным швом, применяя его преимущественно при сборке тепловых сетей. Усиленный шов отличается от простого тем, что на тыловой стороне фланца выточена фаска под углом 60° к оси трубы, увеличивающая глубину привара и тем самым усиливающая шов.

При наварке зеркало фланца должно быть строго перпендикулярно оси трубы. Малейший перекос не позволяет создать герметичное соединение.

Герметичность фланцевых соединений не может быть достигнута непосредственным сжатием зеркал фланцев.

Поэтому между фланцами укладывают промежуточный слой — прокладку. При затяжке болтов прокладка заполняет малейшие углубления в поверхности фланцев и обеспечивает герметичность.

Как и в резьбовых соединениях, выбор материала прокладки зависит от температуры среды, транспортируемой по трубопроводу. При температурах, не превышающих 40° С, наилучшим материалом для прокладок служит резиновое полотно; при температурах до 60 °С — то же резиновое полотно, но на холщовой основе, а при температурах, достигающих 95° С, — серый тряпичный картон. Его применяют потому, что он прочнее древесного, который может быть разрушен давлением пара или воды.

При температурах теплоносителя, превышающих 100 °С, применяют асбестовый картон или паронит — твердый и плотный сорт картона, устойчивый при высоких температурах.

Ввиду повышенной твердости паронита прокладку из него перед установкой необходимо размочить в воде, а затем смазать графитовой пастой, замешанной на машинном масле.

Асбестовый картон для прокладок пригоден только для пара.

Так как он гигроскопичен, то его нельзя применять для трубопроводов перегретой воды и конден-сатопроводов. При паре и перегретой воде прокладки промазывают размолотым порошкообразным графитом. Такой графит хорошо заполняет неровности на поверхности фланцев и облегчает работу соединения, так как не дает прокладке прикипать к металлу.

Для предотвращения перекоса во фланцевом соединении при сборке болты фланцев крепят в крестообразном порядке. Первые 2—3 прогрева системы в процессе ее пуска с промежуточными охлаждениями могут ослабить крепления, несколько сплющить прокладку, поэтому болты фланцевых соединений следует затягивать повторно не менее двух раз.

К фланцевым соединениям относятся и соединительные гайки. Стягивание плоскостей фланцев осуществляют не болтами, а накидной частью гайки. Соединительная гайка состоит из трех деталей: двух ниппелей и накидной части. Соединительная гайка является необходимым элементом разъемного соединения при резьбах типа «цилиндр на конус» или «конус на конус».

Отопительные системы — Соединение стальных труб на фланцах

Фланцевое соединение / Фланцевое соединение

• Главная →
• Фланцевое соединение / Фланцевое соединение

Фланцевая соединительная труба — это концы труб, приваренные к фланцу, обычно устанавливаемые над землей в жестких трубопроводах, материалы, включая углеродистую сталь, легированную сталь и нержавеющую сталь.

Фланцевая труба включает фланцевую трубу из ковкого чугуна и стальную фланцевую трубу, здесь мы в основном представляем стальную фланцевую трубу. (Типы с кованым фланцем.)

Есть фланец с приварной горловиной, накидной фланец, фланец с раструбной сваркой, плоские типы фланцев, которые можно приварить к концам трубы, чтобы сделать полную трубу с фланцевым соединением.

Flange Flance Flance

Слив на фланце

Планец сварки сокета

Типы материалов

Углеродный фланговой труб , F52, от F60 до F70. Материал трубы по ASTM A53, A106, A333 и API 5L;

 
Стальная труба с фланцами из легированного сплава: материал фланца согласно ASTM A182 F5, F9, F11, F22, F91; Трубы из сплава ASTM A335 P5, P9, P11, P22, P91 и т. д.

Фланцевая труба из нержавеющей стали: материал фланца 304/304L, 316/316L. Материал трубы из нержавеющей стали ASTM A312 TP304/304L, TP316/316L.

Фланцевая соединительная труба, используемая над землей

Фланцевая стальная труба в основном устанавливается над землей. Он плохо совместим с подземной прокладкой из-за жесткости соединения. Поскольку опора под давлением в подземной конструкции имеет неравномерную осадку, или напряжение вызовет деформацию фланцевого соединения, что может привести к разрыву трубопровода.

Application

Industrial Plants
Water transporation system
Sewage disposal plants
Fire protection pipelines
Shipbuilding System
Pumping stations
Wastewater treatment plants

Flanged fittings includes:
Flanged Pipe Bend  
Flanged Tee  
Flanged Reducer  
Flanged Elbow

Фланцевые фитинги представляют собой фланцевые фитинги для базовой трубы, такие же, как и фланцевые соединительные трубы, концы фитингов приварены встык к фланцу для образования фланцевого соединения.

Диапазон поставки фланцевого соединения трубы

Стандарт трубы: ASTM A53, ASTM A106, ASTM A333 класс 6, ASTM A335, API 5L
Материал фланца: ASTM A105N, ASTM A350 LF2, ASTM A182, F5, F9, F11, F22 , F91
Тип фланца: Фланец с приварной горловиной, Накидной фланец, Плоский фланец,
Класс давления: от PN6 до PN60, класс 150#, 300#, 600#, 900#, до 2500#.
Производственный стандарт: ASME B16.5, ASME B16.47 A, B, EN 1092-1
Внешний диаметр: от NPS 1/2 дюйма до NPS 48 дюймов, от 21,3 мм до 1219 мм
Толщина стенки: SCH 10, SCH 20, SCH СТД, СЧ 40, СЧ 80, до СЧ260, СЧХХ; 1,24 мм до 1 дюйма, 25,4 мм
Диапазон длины: Индивидуальный. СРЛ, ДРЛ, 6м, 12м.
Покрытие: черная краска, лак, эпоксидное покрытие, полиэтиленовое покрытие, FBE, 3PE, CRA с покрытием и облицовкой, фторопластовая футеровка

Свяжитесь с нами сейчас, чтобы получить немедленное предложение

Связаться сейчас!

Обзор трубных фланцев

| Tameson.

com

Рис. 2: Резьбовой фланец трубы

Трубные фланцы являются одним из наиболее часто используемых типов соединений для труб. Эти соединения состоят из трех разных частей: фланца трубы, прокладки и болтового соединения. Они используются для различных промышленных применений, классов давления и сред. Они могут соединять трубопроводы в системе, соединять такие компоненты, как клапаны, контейнеры, сосуды и многое другое. Эти соединители обеспечивают прямое соединение без потери потока или давления. В этой статье рассматриваются наиболее распространенные варианты фланцев труб, их использование и наиболее часто используемые области применения.

Содержание

• Как работают фланцы труб?
• Стандартные типы трубных фланцев
• Другие типы фланцев
• Варианты поверхности фланца трубы
• Стандартные материалы фланцев труб
• Классификация фланцев труб и номинальное давление

Как работают фланцы труб?

Фланцы используются для соединения компонентов трубопровода, таких как трубы, клапаны, фитинги, компоненты, работающие под давлением, и т. д. Соединение выполняется с помощью болтов, которые соединяют две части вместе, с прокладкой между ними, чтобы обеспечить герметичность соединения. Трубопровод соединяется с фланцем с помощью резьбового соединения, сварного шва, такого как соединение на рис. 2, или с помощью патрубка.

Рисунок 2: Компоненты фланцевого соединения трубы: труба (A), фланец (B), прокладка (C), болтовое соединение (D) и сварной шов (E).

Стандартные типы трубных фланцев

Резьбовой фланец

Резьбовые фланцы соединяются с помощью наружной резьбы на трубе и внутренней резьбы внутри отверстия фланца. Как правило, их не нужно сваривать вместе, хотя это укрепит соединение. Если соединение не сварное, рекомендуется резьбовая лента или жидкий герметик. Этот тип фланца обычно используется для относительно низкого давления и низких температур, таких как вода и сжатый воздух.

На автозаправочных станциях и в других местах, где высока опасность взрыва, обязательны резьбовые фланцы. Сварка в этих условиях представляет значительную опасность.

Рис. 3: Резьбовой фланец

Приварной фланец

Приварной фланец имеет длинную коническую втулку, которую можно приварить к трубе. Этот тип трубного фланца используется для приложений высокого давления с высокими или низкими температурами и обеспечивает неограниченный поток среды в трубопроводе. Поскольку нет препятствий, нет проблем с турбулентностью, эрозией или коррозией соединений. Труба и фланец должны быть соединены V-образным стыковым швом с полным проплавлением. Целью этого типа сварки является передача полной несущей способности компонентов.

Рис. 4: Пример фланцевого соединения с приваркой в ​​горловину. Труба к фланцу V-образный стыковой сварной шов (A), труба (B), фланец (C) и болтовое соединение (D).

Длинная приварная шейка

Подобно фланцам с приварной шейкой, но эти фланцы имеют удлиненную шейку, которая не сужается. Шейка в этом случае действует как расширение канала ствола. Промышленные фланцы с приварной горловиной используются в условиях высокого давления и высоких температур. Эти фланцы обычно имеют такие же размеры отверстий, как и трубы в той же системе, хотя при необходимости их можно отрегулировать.

Область применения включает в себя нефтяную, газовую и нефтехимическую промышленность. Их часто используют в качестве насадок и для замены секций труб. Они могут выдерживать более высокое давление и находят свое применение в водопроводных сетях и заводских трубопроводных системах. Приварные фланцы с длинной шейкой обычно имеют квадратный конец вместо скошенной кромки, доступной на фланцах с приварной шейкой.

Стыковой сварной шов соединяет фланцы с приварной горловиной. Для применений с высоким давлением, таких как стояки буровых установок, сварка горловины обеспечивает прочное соединение и является хорошим вариантом для сосудов под давлением.

Рис. 5: Фланцы с приварной шейкой

Накидные фланцы

Эти фланцы внешне похожи на резьбовые фланцы, но не имеют резьбы внутри фланца. Вместо этого труба удерживается на месте двумя угловыми сварными швами, один снаружи фланца, а другой внутри. Эти сварные швы, также известные как тройники, состоят из двух металлических частей, перпендикулярных друг другу. Внутренний диаметр фланца немного больше наружного диаметра трубы. Это позволяет трубе плотно скользить во фланец перед приваркой на место.

Рис. 6: Накидной фланец

Приварной фланец с муфтой

Эти фланцы в основном используются для труб малого диаметра и труб высокого давления. Труба вставляется во фланец и удерживается там сплошным угловым сварным швом снаружи раструбного фланца. Между буртиком и концом трубы должен быть компенсационный зазор. Эти фланцы не подходят для высококоррозионных сред, так как компенсационный зазор между концом трубы и буртиком раструба подвержен щелевой коррозии.

Рис. 7: Труба с фланцем под приварку внахлестку

Фланец с соединением внахлестку

Использование фланцев с соединением внахлест эффективно снижает стоимость соединений в трубопроводных системах из нержавеющей стали или никелевого сплава. Эти фланцы всегда используются в сочетании с патрубками, так что сам фланец может быть из более дешевого материала более низкого качества, например из углеродистой стали, а патрубок, контактирующий со средой в системе, может быть из из того же материала, что и трубопроводная система. Трубу можно приварить встык для дополнительной прочности.

Рисунок 8: Компоненты фланцевого соединения внахлестку (слева) и фланца внахлестку (справа). Труба приваривается стыковым швом к задней части вставного конца (B), фланец внахлестку (A) скользит по трубе (C) и удерживается на месте за счет давления болтов.

Глухой фланец

Глухие фланцы герметизируют или закрывают трубопровод для блокирования потока жидкости. Легко получить доступ к трубопроводу, когда глухие фланцы отвинчены, чтобы оператор мог выполнять действия внутри конечного конца трубопровода. Они монтируются против плоских торцевых соединений.

Рис. 9: Глухой фланец

Другие типы фланцев

Помимо более стандартных типов фланцев, упомянутых выше, для специальных применений было разработано больше разновидностей. Ниже мы рассмотрим эти конкретные типы:

Nipoflange

Nipoflange используются для ответвлений трубопровода под углом 90 градусов. Нипофланцы изготавливаются путем соединения фланца с приваренной горловиной с кованым ниполетом в едином куске кованой стали. Установка Nipoflange включает в себя приваривание части Nipolet к направляющей трубе и прикручивание фланцевой части к ответвлению трубы.

Weldoflange

Weldoflange похож по конструкции на Nipoflange; они представляют собой комбинацию фланца с приварной горловиной и ответвления, называемого Weldolet. Приварные фланцы изготавливаются из цельного куска кованой стали.

Поворотный фланец

Поворотный кольцевой фланец позволяет быстро совместить отверстия под болты на сопряженных фланцах. Эта функция идеально подходит для прокладки крупных трубопроводов, морских и подводных трубопроводов, по которым транспортируют нефть, газ, углеводороды и другие требовательные жидкости в нефтехимической промышленности. Поворотные фланцы сочетают в себе приварную шейку на одной трубе и шарнирное соединение на другой трубе. Затем они соединяются вращением поворотного фланца на трубе, так что болты можно легко соединить.

Фланец-расширитель

Фланец-расширитель используется для увеличения проходного сечения трубопровода от одной конкретной точки до другой или для соединения труб с другими механическими устройствами, такими как насосы, компрессоры и клапаны с различными входными размерами. Расширяющиеся фланцы могут увеличить проходное сечение трубопровода не более чем на два размера. Стандартный фланец и переходник для стыковой сварки следует использовать для увеличения диаметра трубы.

Фланец-переходник

Функция фланца-переходника противоположна функции фланца-расширителя. Переходной фланец позволяет уменьшить диаметр трубопровода. Безопасно только уменьшить проходной диаметр трубы на один или два размера; в противном случае необходимо использовать переходник для сварки встык и стандартный фланец.

Фланец Storz

Муфты Storz часто используются и обозначаются как соединения пожарных рукавов. Тем не менее, они широко используются во многих отраслях промышленности, включая нефтеперерабатывающие заводы, сельское хозяйство, строительство, безопасность на море и военное использование из-за их устойчивости к коррозии, кислотам и воде. Фланец Storz имеет муфту Storz с одной стороны и плоскую поверхность с другой.

Варианты поверхности фланца трубы

Выбор типа поверхности значительно повлияет на характеристики и срок службы фланцев. Облицовка фланца определяет как тип прокладки, необходимой для установки, так и характеристики создаваемого ею уплотнения. Ниже представлен обзор наиболее распространенных вариантов лица.

Рис. 10. Варианты лицевой стороны: плоская лицевая сторона (FF), выступающая лицевая сторона (RF), соединение внахлестку (LJ), кольцевое соединение (RTJ), наружная и внутренняя резьба (M&F)

• Плоская поверхность (FF): Фланец с плоской поверхностью имеет ровную плоскую поверхность в сочетании с полнопроходной прокладкой, покрывающей большую часть поверхности фланца.
• Выступ (RF): Эти фланцы оснащены небольшим выступающим кольцом вокруг отверстия и прокладкой внутри круга отверстия.
• Нахлестное соединение (LJ): Соединение внахлестку означает, что торцевая поверхность втулочного конца также является поверхностью фланца; это делает его похожим на поднятое лицо.
• Кольцевое соединение (RTJ): Канавки и выступы на этих фланцах совпадают. Эта конструкция обеспечивает резервуар для прокладочного клея и позволяет фланцам самовыравниваться во время установки.
• Наружная и внутренняя резьба (M&F): Прокладка крепится с помощью соответствующих канавок и выступающих частей, подобно фланцам с шипами и канавками. В отличие от фланцев с пазом и шпунтом, они удерживают прокладку на внутренней стороне, обеспечивая более точное позиционирование и более широкий диапазон вариантов материалов прокладок.
• Отделка уплотнения: Многие типы лицевых поверхностей имеют зубчатую или гладкую поверхность. Важно выбрать между вариантами, потому что это определит оптимальную прокладку для надежного уплотнения. Металлические прокладки лучше всего использовать с гладкими поверхностями, а мягкие прокладки лучше использовать с зазубренными поверхностями.

Обычные материалы фланцев труб

Углеродистая сталь, высокопрочная углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь, дуплексная и супердуплексная сталь являются наиболее распространенными материалами, используемыми для фланцев труб. Однако для некоторых применений также используются марки никелевых сплавов, такие как Inconel, Incoloy, Hastelloy и Monel. Для получения дополнительной информации о химических свойствах этих материалов обратитесь к нашей странице химической стойкости.

Углеродистая сталь

Фланцы из углеродистой стали обладают превосходными химическими и механическими свойствами. В дополнение к превосходной усталостной прочности, высокой прочности, превосходной химической стойкости и высокой ударной вязкости углеродистая сталь также обладает высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением. Это делает его идеальным материалом для соединения труб.

Легированная сталь

По сравнению с углеродистой сталью легированная сталь содержит более значительное количество хрома и молибдена. Для применений, требующих высоких давлений и температур, идеально подходит легированная сталь. По сравнению с углеродистой сталью легированная сталь более устойчива к коррозии.

Дуплексная сталь

Дуплексная сталь сочетает в себе аустенитную и ферритную фазы. Дуплексная сталь устойчива к коррозии и более жесткая, чем ферритная сталь. Материал обладает высокой коррозионной стойкостью в хлоридной и сернистой средах. Благодаря своим магнитным свойствам дуплексная сталь может использоваться во многих сложных промышленных приложениях.

Нержавеющая сталь

Никель (Ni), хром (Cr) и молибден (Mo) отличают нержавеющую сталь от других материалов. Нержавеющая сталь популярна из-за ее превосходной коррозионной стойкости. Его можно использовать для изготовления фланцев труб всех размеров и типов.