Типы фланцев – Фланцы по ГОСТ 33259-2015, ГОСТ Р 54432—2011 сравнительные таблицы обозначений (маркировки) типов фланцев и исполнений присоединительных поверхностей с ГОСТ 12815, ГОСТ 12820, ГОСТ 12821, ГОСТ 12822. Номера типов. Исполнения. Группы контроля.

Назначение и классификация фланцев

Назначение фланцев

Итак, разберёмся, что такое фланец, для каких целей его используют? Какие типы фланцев бывают?

 

Фланец – это металлическая деталь различной геометрической формы, используемая в трубопроводных арматурах для герметичного и прочного присоединения элементов трубопроводов друг к другу и к  специальному оборудованию. Равномерно по периметру фланец имеет отверстия для обеспечения прочного соединения деталей с помощью шпилек, болтов и других крепежных элементов. В настоящее время производят 9  вариантов фланцев разной формы и размеров площади стыка.

Фланцы любого типа и назначения в большинстве случаев изготавливают из стали широкого ряда марок. Выбор материала  определяется рабочей средой, для использования в которой предполагается фланец.

В настоящее время наибольшее распространение в производстве фланцев получили марки стали:

• углеродсодержащая конструкционная сталь 20 (ст.20). Фланцы из данной марки стали в основном используют при монтаже трубопроводов с жидкой и газовой рабочей средой (пар, вода и др.) при температурах носителя и окружающей среды от минус 40 до плюс 475°С;
• низколегированная конструкционная сталь 09г2с (ст. 09Г2С), широко применяемая для сварных конструкций. Такие фланцы могут выдерживать рабочий диапазон температур от минус 70 до плюс 475°С и предназначены для трубопроводных магистралей нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей промышленности;
• криогенная конструкционная сталь 12Х18Н10Т для фланцев, применяемых в трубопроводных конструкциях для агрессивных сред в химической промышленности с рабочим диапазоном температур от минус 196 до  плюс 350°С;
• коррозионно-стойкая сталь 10Х17Н13М2Т работоспособна в рабочих средах повышенной агрессивности, имеет продолжительные сроки эксплуатации. Обладает высокой устойчивостью к воздействию коррозии различной природы (электрохимической, химической, межкристаллической, коррозии под напряжением и др.) в интервале температур от минус 196 до плюс 600°С;
• жаропрочная легированная сталь марки 15Х5М применяется для изготовления соединяющих элементов трубопроводов с повышенной устойчивостью к окислительным процессам в температурных условиях до
  600-650°С.

Нормативная отраслевая документация

Способы производства фланцев, используемые материалы, технические характеристики, рекомендуемые области их назначения в Российской Федерации регламентированы государственными и межгосударственными отраслевыми стандартами.

Таблица 1 — Типы фланцев и соответствующие им ГОСТы

На современном этапе существует 2 подхода к классификации фланцев: по типу соединения и способу изготовления.

Типы фланцев по способу соединения

Данный тип фланцев предназначен для эксплуатации в температурном диапазоне от минус 253 до плюс 600°С в конструкциях с чрезвычайно высоким давлением. Он имеет конусообразное исполнение, что позволяет обеспечить работоспособность арматуры в указанных условиях. Сглаженный переход воротникового фланца в корпус трубопровода достигается за счёт внедрения конуса фланца, его наибольший диаметр должен соответствовать диаметру корпуса трубопровода. Конструкция фланца эффективно снижает появление возможных препятствий при прохождении рабочей среды, турбулентности потока и способствует распределению возникающих напряжений в трубопроводе.

• Свободный (накидной)

Фланцы данного типа разработаны в таком исполнении, что они свободно вращаются и перемещаются вдоль каркаса трубопровода, что упрощает устройство выемок для крепежных элементов. Их не требуется приваривать или жестко фиксировать. Соединение трубопроводов осуществляется двумя сварными швами по углам на внешней и внутренней поверхностях.  Данные фланцы не имеют выпуклой поверхности. Радиус поверхности стыка обычно стандартный и совпадает с радиусом трубы и остальных используемых фланцев. Часто используются в комплекте с фланцами других типов.

Предназначены для невысоких рабочих давлений и температурного диапазона от минус 30º до плюс +300°С. Имеют небольшие сроки службы и не применяется в трубопроводах с жидкой рабочей средой. Тем не менее, сделанный из качественной углеродистой стали, фланец свободного типа эффективен как бюджетный вариант исполнения для применения в коррозийно-устойчивых трубопроводах.

Исторически фланцы раструбного типа были предназначены для труб малого диаметра с высоким рабочим давлением. Сроки их службы по сравнению с фланцами свободного типа значительно выше. В настоящее время используются для соединений арматуры, работающей в температурном диапазоне от минус 20 до плюс 70°С. Соединение с каркасом трубы достигается сваркой с одного угла на внешней поверхности фланца. Недостатком фланца данного типа является высокая вероятность разрыва, особенно в коррозионно-неустойчивых трубопроводах, поэтому их использование ограничено.

• Приварной плоский

Фланцы данного типа применимы в диапазоне рабочих температур от минус 70º до плюс 450ºС и максимальных давлений до 2,5 МПа. Являются наиболее распространенными, просты в изготовлении и имеют относительно низкую стоимость. Обычно, имеют конструкцию различной геометрической формы с отверстием под заданный диаметр арматуры и отверстиями под крепежные элементы.

При  стягивании фланцев данного типа болтами или шпильками получается косвенное бесконтактное соединение только за счёт уплотнительной прокладки. Могут применяться, в том числе, и в качестве опорных элементов для трубных конструкций различных технических объектов. Приварные плоские фланцы обеспечивают прочное присоединение опор к основанию и хорошо подвергаются демонтажу путем открепления болтов или шпилек.

Резьбовые фланцы предназначены для объектов, эксплуатируемых в специфических условиях. Главное преимущество состоит в возможности их фиксирования на трубе без применения сварочных работ, только за счёт резьбового соединения, в редких случаях их совмещением. Резьбовые  фланцы часто используются в трубах небольшого диаметра и не применимы для конструкций, выполненных из труб малой толщины, так как нет возможности нанести на них резьбу.

Глухой фланец (заглушка) представляет собой плоскую деталь без центрального отверстия под трубопровод, но с отверстиями по диаметру под крепежные элементы. Цель его применения – временное или постоянное перекрытие («заглушка») рабочего потока на торцевых концах каркаса трубы.

Широкое распространение заглушки получили в газопроводах,  холодных водопроводных магистралях, системах ливнестоков и др. Температурный диапазон применения достаточно широк: от  минус 70 до плюс 600°С.

Классификация по способу изготовления

Данная классификация основывается на промышленных способах изготовления металлических фланцев.

Ковка. Способ ковки металлических деталей основывается на пластичных свойствах металла. Заключается в многократной обработке металлической заготовки под давлением, за счёт чего достигаются требуемые конструкторской документацией технические параметры изделия.

Центробежное электрошлаковое литье (ЦЭШЛ). Сырье (металлы, сплавы металлов) для таких деталей подвергается электрошлаковой переплавке. После чего отправляется в форму для создания заготовки. Такой метод позволяет создавать заготовки с минимальными припусками, которые удаляются при помощи резки. Данная технология позволяет изготавливать фланцы больших диаметров.

Горячая штамповка. Штамповка – достаточно производительный технологический способ и представляет многостадийный процесс, осуществляемый в 4 этапа: осадка, формообразование, прошивка, обрезка. Данным методом получают заготовки заданной формы и размеров. Штампованные заготовки, как и литьевые, подвергаются механической доработке до заданных размеров чаще всего методом резки.

Изготовление из раскатных колец. Данный метод основывается на изготовлении заготовок путем раскатки из металлических колец, после чего деталь подвергается механической обработке. Подходит для изготовления фланцев больших размеров.

Резка. Способ, используемый для обработки металлических заготовок, при котором с детали снимаются шероховатости и припуски. Осуществляется на металлорежущих станках. В настоящее время существуют разновидности резки: электроискровая, лазерная, ультразвуковая, химическая и др. В результате получают изделия с требуемыми техническими характеристиками.

Как мы убедились, типов, вариантов исполнений и способов изготовления фланцев достаточно много. При выборе фланца, как составляющей трубопроводной арматуры, должное внимание следует обратить на материал, производителя, соотношение цена-качество изделия. Правильно выбранный фланец поможет обеспечить надежность и работоспособность всей трубопроводной технической конструкции.

 

pkfdetal.ru

Виды фланцев, их типы и применение

Фланцы — деталь круглого или квадратного вида c отвестиями для шпилек и болтов. Фланцы применяют попартно для герметичного соединения между трубами, трубой и механизмом, цистерной. Выбор фланцев зависит от давления и болтового соединения.

Фланцы бывают следующих исполнений:

• 1 — соединительный выступ;
• 2 — выступ;
• 3 — впадина;
• 4 — шип;
• 5 — паз;
• 6 — линзовая прокладка;
• 7 — овального сечения прокладка;
• 8 — шип под прокладку из фторопласта;
• 9 — пазом под прокладку из фторопласта.

Типы фланцев

Фланцы делятся на несколько типов:

• плоские;
• с шейкой;
• с впадиной для сварки;
• свободный;
• резьбовой;
• заглушка.

Существуют специальные фланцы:

• фланцы с диафрагмой;
• длинные фланцы для сварки с буртиком;
• расширительные фланцы;
• переходные фланцы;
• кольцевые заглушки;
• дисковые заглушки.

По стандартам РФ,  регламентируется условное давление от 1 до 200 кгс/см² соединения, трубы, патрубки. К примеру 12х18н10т фланцы нержавеющие плоские ГОСТ 12820-80 (01).

Фланцы производят чаще всего методом штампования (самый простой и распространенный способ изготовления фланцев), ковки, поковки (производится из раскатных колец), ЦЭШЛ (центробежное электрошлаковое литье, фланцы большого диаметра), плазменной резки металла.

Фланцы изготавливают из разных сплавов: стали углеродистой, нержавеющей, чугуна, алюминия, латуни, бронзы, пластика. Футерованные фланцы имеют другое внутреннее покрытие, чем сами фланцы. Фланцы чаще устанавливают такого же материала, что и место применения (чаше трубы).

При экономии на фланцев, не нужно забывать о надежности всей системы. От дешевых фланцев может привести к разрушению арматуры и самого фланца. Также нужно учитывать рабочую температуру и давление носителей.

www.ural-esk.ru

каково их определение и нужный вид в зависимости от ответной детали

Без фланцевых соединений просто невозможно представить ни один вид промышленности. С их помощью обеспечивается прочность конструкции, создаётся её герметичность. Главной деталью такого соединения считается фланец, определение которого зависит от многих факторов. По своему внешнему виду он напоминает металлический диск, обеспечивающий прочное, одновременно разъёмное соединение.

В основном такие детали используются в коммунальной отрасли и прокладке трубопроводов. Они изготавливаются из самых разных материалов, поэтому считаются универсальной деталью.

Основные виды

Так как трубопроводы имеют очень много технологических особенностей, конструкция фланцев также имеет несколько различий. Она состоит из нескольких деталей:

• Прокладок.
• Фланцев.
• Крепежа.

Основной задачей подобной конструкции, считается соединение нескольких деталей трубопровода, или подсоединения к ним дополнительных систем. В соответствии со своими параметрами и конструкцией, фланцы делятся на несколько групп:

• Свободные.
• Цельные.

Основным отличием является возможность цельных деталей испытывать одинаковые нагрузки совместно с корпусом. Они изготавливаются методом штамповки, могут отливаться в печи или привариваться к арматуре. Свободные детали, имеющие форму диска, крепятся к заранее приваренному фланцу. В отличие от цельных, свободные намного проще монтировать и обслуживать. Однако их основным недостатком считается невысокая прочность, в сравнении с цельными конструкциями.

Назначение

Соединяют детали арматуры, линии трубопроводов. Применяются в различных отраслях промышленности:

• Транспорте.
• ЖКХ.
• Трубном хозяйстве.

Объединение сосудов и приборов. Соединения используются для транспортировки нефтяных продуктов, системы теплообеспечения, создания герметичности резервуарных ёмкостей.

Виды фланцев согласно действующим стандартам

Литые. Привариваются или отливаются совместно с корпусом. Для изготовления обычно используется чугун или металлические сплавы.

Стальные, имеющие на шейке нарезанную резьбу. Применяется достаточно редко. В основном устанавливаются на трубопровод, работающий под небольшим давлением.

Воротниковые. Стальная конструкция, приваренная встык. Применяется в трубопроводах, работающих с высоким давлением. Отличаются простотой монтажа, высокой экономичностью. Преимущество такой конструкции заключается в облегчённом монтаже, а также высокой экономичности.

Приварные плоские. Изготавливаются из стали, используются для прокладки специальных трубопроводов.

• Свободные. Конструкция отличается некоторыми особенностями, делится на несколько групп:
• Имеют бурт. Устанавливаются на трубопроводы, предназначенные для перегонки агрессивных веществ. От их воздействия деталь защищает сам бурт.
• Крепятся к трубе с отбортовкой.
• Устанавливаются на сварном кольце. Применяются в трубопроводах, изготовленных из различных цветных металлов:

1. Медных сплавов.
2. Алюминия.
3. Нержавейки.

По каким параметрам выбирается фланцевое соединение

В зависимости от формы, встречается фланец виды которого делятся на несколько групп:

• Прямоугольные.
• Овальные.
• Круглые.

Условный проход. Зависит от внутреннего диаметра детали.

Конструктивный вид. Изготавливается по ГОСТ 12815– — 80.

Параметры давления. Фланцевое жёсткое соединение способно выдержать определённое давление, если правильно подобраны размеры и форма детали. Этот параметр регламентируется нормативными документами.

Вид материала. Деталь может изготавливаться из:

• Углеродистой стали.
• Нержавейки.
• Легированного металла.
• Чугуна.

Подбор нужного материала основан на среде применения. Иногда используются очень дорогие металлы.

Другие фланцы

Соединения измерительные. Предназначены для соединения линий трубопроводов с приборами и дополнительными системами.

Фланцы для высокого давления. Выдерживают переменное давление, создаваемое работающими механизмами. Для получения высокой прочности применяются линзовые прокладки. Для получения наивысшей прочности для такого оборудования используют резьбовые фланцы. Кроме того, совместно с линзовой усиливающей прокладкой, применяют также плоское, стальное уплотнение. Чтобы обеспечить максимальную плотность, для изготовления плоских прокладок используют цветные металлы:

• Алюминий;
• Медь.

Фланцевый замок. Такая конструкция отличается только методом крепления. Вместо шпилек с гайками, применяется стальная полоса, обжимающая фланцы, затягивающаяся болтами. Такие замки применяются в узлах, где требуется частая разборка соединения.

Накидной фланец. Эти детали часто используют в декоративных целях, например, для украшения решёток. Нашли применение накладные конструкции и в трубах бетоновода, в качестве присоединительной детали. Дисковые накидные фланцы можно использовать для создания самых разных конструкций, где требуется надёжность и герметичность.

Заключение

Как выбрать фланцы, чтобы конструкция сохранила прочность и герметичность? Для этого существует очень много нормативных материалов, согласно которым можно легко подобрать нужную конструкцию фланцевого соединения.

Фланцы виды

instrument.guru

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 соедин

npoet.ru

Фланец: типы, использование, методы создания

Фланец, обычно ровное кольцо или диск со размеренно расположенными отверстиями для болтов и шпилек, служащие для крепкого и герметичного соединения труб, присоединения их к машинам, конструкциям и ёмкостям, для сборки валов и др. вращающихся элементов.

Типы фланцев.

Фланцы различаются по размерам, методу прикрепление и образцу уплотнительной плоскости.
В зависимости от технологии приварки к трубопроводу:
Фланцы плоские — отвечают запросам ГОСТ 12820-80 и применяются в диапазоне давлений от 1кгс/см2 до 25кгс/см2.
Фланцы воротниковые — отвечают запросам ГОСТ 12821-80 и применяются в диапазоне давлений от 1кгс/см2 до 200кгс/см2

Обозначение типов фланцев

В инженерной документации типы фланцев обозначаются следующим способом:
Фланец 1-65-25 ст.09Г2С ГОСТ 12821-80
1 – Исполнение фланца;
65 — условный проход «Ду»;
25 — условное давление «Ру»;
ст. 09Г2С — марка стали, из которой произведено изделие.

Использование фланцев.

Фланцы могут быть частями трубы, фитинга, вала, корпусной части и т.д. Фланец чаще всего приваривают или привинчивают к концам соединяемых частей. Фланцы применяются для соединения изделий арматуры с трубопроводами, соединения особых сегментов трубопроводов меж собой и для присоединения трубопроводов к разнородному оборудованию. Фланцевые соединения обеспечивают герметичность и добротность соединений, а также простоту ремонта, разборки и сборки.

Модель уплотнительной плоскости Фланца в трубопроводах зависит от давления среды, профиля и материала изготовления прокладки. Ровные уплотнительные плоскости с прокладками из картона, резины и паронита применяются при давлениях до 4 МПа/м2 (40 кгс/см2), плоскости с выступом на одном фланце и впадиной на другом с асбо-металлическими и паронитовыми уплотнением — при давлениях до 20 МПа/м2 (200 кгс/см2). Фланец с конической уплотнительной плоскостью — при давлениях выше 6, МПа/м2 (63 кгс/см2).

Научно Производственное Объединение Инженерные Технологии специализируется на производстве фланцевых соединений: элементов трубопроводов, элементов вращения крупных диаметров, фланцев. Вся наша продукция подготовлена для применения в конструкциях трубопроводного транспорта, нефтяных, химических, газовых трубопроводов, а также для наладки, ремонта и модернизации объектов на заводах нефтехимического комплекса и трубопроводного транспорта.

Спектр применения сортов ст

npoet.ru

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

Бизнес 10 января 2015

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;

Видео по теме

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.

Источник: fb.ru Образование
Что такое кислород? Соединения кислорода

Кислород (O) – неметаллический химический элемент группы 16 (VIa) периодической таблицы. Он представляет собой бесцветный, без вкуса и запаха газ, необходимый для живых организмов – животных, которые превр…

Технологии
Что такое последовательное соединение?

Последовательное соединение – это такое соединение, при котором элементы соединены только одним концом. Последовательность характеризуется тем, что в ней исключены какие-либо разветвления.

Бизнес
Что такое штифтовое соединение?

Как и шпоночные, штифтовые соединения чаще всего используются в узлах для передачи крутящего момента между валом и деталью. Их основной особенностью является то, что они позволяют устанавливать элементы с высокой точн…

Бизнес
Что такое торговля? Ее типы и виды

Очень важный и сильнейший фактор, влияющий на исторический процесс вообще и на жизнь общества в частности — вот что такое торговля. Уровень развития торговли — это один из критериев оценки общего культурного уровня лю…

Искусство и развлечения
Что такое энциклопедия: значение, типы

Человеческие знания – наиценнейшая наработка нашей цивилизации. Из века в век информация копилась и передавалась на самых удобных носителях. Гигантские библиотеки, архивы, базы данных, все это – кладези ин…

Образование
Что такое парусное судно? Типы парусных судов. Большое многопалубное парусное судно

Едва лишь человечество поднялось над уровнем каменных дубин и начало осваивать окружающий мир, оно сразу поняло, какие перспективы сулят морские пути сообщений. Да даже реки, по водам которых можно было быстро и сравн…

Образование
Что такое водородная связь? Типы, влияние

Что такое водородная связь? Известный всем пример этой связи представляет обычная вода (h3O). Из-за того, что атом кислорода (О) более электроотрицателен, чем два атома водорода (Н), он как бы оттягивает от атомов вод…

Технологии
Что такое подсветка LED? Типы подсветки

Производители телевизионной продукции регулярно знакомят пользователей с новыми технологиями, улучшающими качество передачи изображения. Подходы к совмещению ТВ-экранов и светодиодных элементов давно осваиваются крупн…

Бизнес
Что такое мульчирование почвы и какие материалы могут использоваться в качестве мульчи?

Возможно, многие из вас слышали про такой агрохимический прием, как мульчирование. Он широко применяется в самых разных климатических зонах, при этом могут использоваться различные укрывные материалы. О том, что такое…

Интернет
Vkneo.ru — отзывы о сайте. Что такое функция «Гости» «ВКонтакте», и как не попасться в ловушку мошенников?

В российском сегменте социальных сетей существует два наиболее крупных сообщества — «ВКонтакте» и «Одноклассники». Разумеется, помимо них, можно назвать и другие сервисы, например «Мой Ми…

monateka.com

Фланцы

Фланцы

Фланцы предназначены для соединения труб, арматуры и других частей трубопровода. Фланцевое соединение состоит из двух фланцев, прокладки или уплотнительного кольца, соединительных болтов (или шпилек) и гаек. Для технологических трубопроводов применяют фланцы различных типов: приварные, свободные, резьбовые и литые. Недостатками фланцевых соединений являются: высокая трудоемкость и стоимость изготовления, а также сравнительно малая надежность в эксплуатации — при частом изменении температуры или давления транспортируемой среды возможно их ослабление и, как следствие, возникновение мест утечки.

В то же время фланцевые соединения очень удобны для разборки и присоединения арматуры, поэтому их применяют во всех случаях, когда по условиям эксплуатации требуется частая разборка трубопровода для промывки, прочистки, а также при монтаже трубопроводов в действующих огне- и взрывоопасных цехах, где по характеру производства сварка запрещена.

Конструкции, размеры и материал основных типов фланцев трубопроводов, арматуры и соединительных частей регламентированы соответствующими стандартами. В табл. 5 приведены существующие типы фланцев и пределы их применения.

В целях обеспечения взаимозаменяемости фланцев всех типов их присоединительные размеры для условных давлений до 200 кгс/см²установлены одинаковыми при одних и тех же давлениях независимо от конструкции и материала фланца. На рис. 6 приведены все основные типы фланцев.

Литые фланцы (рис. 6,а) изготовляют из чугуна и стали; они предназначены для элементов арматуры, фланцевых труб и соединительных частей, составляющих с изделием одно целое.

Стальные фланцы с шейкой на резьбе (рис. 6, б) для технологических трубопроводов применяются весьма ограниченно (трубопроводы низкого давления). Такие фланцы используют преимущественно для сантехнических трубопроводов, прокладываемых из водогазопроводных труб (водопроводы, воздуховоды, отопление).

Фланцы стальные плоские приварные (рис. 6, в) получили широкое применение в технологических трубопроводах. Их изготовляют из стали МСт. 3 и МСт. 4. По своему конструктивному оформлению плоские приварные фланцы подразделяются на круглые и квадратные (наружная образующая фланца выполнена в виде квадрата). Квадратные фланцы более экономичны с точки зрения расхода металла, однако их применение возможно только при четырех болтовых отверстиях во фланце, т. е. лишь для трубопроводов на условное давление 2,5—25 кгс/см², имеющих небольшой условный проход (до 100-мл).

Таблица 5
Типы фланцев и пределы их применения
Материал и тип фланцев	Пределы применения
	ГОСТ	Наибольшая температура рабочей среды, °С	Условное давление, кгс/см2	Условный проход, мм
Литые: из серого чугуна из ковкого чугуна	1235-54 9067—56	300 400 300	2,5-25 16—40	15—3000 20—50 20—80
Стальные Стальные с шейкой на резьбе Стальные плоские приварные	1240—54 1245—54 1255—54	450* 300 300	16—200 2,5—16 2,5 6 10 и 16 25	15—1600 10—150 10—1600 10—1000 10—600 10—500
Стальные плоские приварные квадратные	9938—62	300	2,5—6 10 и 16 25	10—100 10—80 10-50
Стальные приварные встык	1260-54	450*	2,5 6 10 и 16 25 40 60 и 100 160 200	10—1600 10—1400 10—1200 10—800 10—500 10—400 15—300 15—250
Стальные свободные на приварном кольце	1268—54	300	2,5—25	10—500
Стальные свободные на отбортованной трубе	1272—54	300	2,5 и 6	10—500

* Для фланцев из углеродистой стали. Фланцы на условное давление 40 кгс/см²и выше могут быть изготовлены из легированной стали и применены на трубопроводах с температурой транспортируемого продукта до 530° С.

В последние годы широкое применение получил новый способ изготовления стальных плоских приварных фланцев с условным проходом от 200 мм и выше гнутьем стальной полосы на ребро в холодном и горячем состоянии на фланцегибочных станках с последующей сваркой стыка. Этот высокоэффективный способ позволил резко увеличить производительность труда и повысить коэффициент использования металла до 75%. Фланцы меньших диаметров изготовляют штамповкой на прессах и молотах. Фланцы плоские приварные квадратные изготовляют путем вырубки из полосовой стали в штампах двойного действия.

Фланцы стальные приварные встык — воротниковые (рис. 6, г) широко применяются в технологических трубопроводах из углеродистой и легированной стали, особенно для трубопроводов среднего и высокого давления. Соединения с применением фланцев приварных встык очень удобны в монтаже и экономичны. Трудоемкость сборки такого соединения в среднем на 20% меньше, чем сборка с применением плоских приварных фланцев. Кроме того, использование фланцев приварных встык в два раза сокращает объем сварочных работ. Фланцы приварные встык с условным проходом от 25 до 200 мм изготовляют из круглой стали путем штамповки на горячештамповочных прессах; коэффициент использования металла составляет до 75%. Внедрение поточных механизированных линий штамповки таких фланцев на прессах позволило значительно увеличить производительность труда и снизить себестоимость изделий. В настоящее время себестоимость изготовления 1 тыс.фланцев приварных встык и плоских приварных одинакова.

Рис. 6. Основные типы фланцев:

а — литые, б — с шейкой на резьбе, в — стальные плоские приварные, г — приварные встык, д — свободные с буртом, е — свободные на приварном кольце, ж — свободные на отбортованной трубе

Изготовление фланцев приварных встык с условным проходом от 200 до 800 мм целесообразно производить на раскаточных машинах или путем горячей гибки специального фланцевого угольника на гибочных станках с последующей сваркой стыка на стыкосварочных машинах.

Фланцы стальные свободные бывают с буртом (рис. 6, д), на приварном кольце (рис. 6, е)и на отбортованной трубе (рис. 6,ж).

Свободные фланцы с буртом применяют весьма ограниченно, и в основном в трубопроводах из легированных сталей и сплавов при транспортировании агрессивных сред. Бурт вытачивают из того же материала, что и трубу, и приваривают к ней. Это предохраняет свободный фланец из обычной углеродистой стали от агрессивного действия продукта и дает экономию дорогостоящих легированных сталей. Свободные стальные фланцы на приварном кольце применяют в трубопроводах из нержавеющей стали, алюминия, меди и латуни. Приварное кольцо изготовляют из того же материала, что и основную трубу. Фланцы стальные свободные на отбортованной трубе используют в трубопроводах из цветных металлов и нержавеющих сталей.

Рис. 7. Уплотнительные поверхности фланцев:

а — гладкая с рисками, б — выступ-впадина, в — шип-паз, г — под линзовую прокладку, д — под кольцевую прокладку овального сечения

Использование свободных фланцев значительно облегчает сборку фланцевых соединений при монтаже трубопроводов, так как для точного совпадения болтовых отверстий достаточно провернуть фланец вокруг оси на требуемый угол.

Чтобы создать необходимую плотность фланцевого соединения трубопровода, между фланцами устанавливают прокладки, а соприкасающимся уплотнительным поверхностям придают специальную форму. Материал прокладок выбирают в зависимости от температуры, давления и свойств транспортируемой среды. В зависимости от давления и свойств транспортируемой среды предусмотрено пять типов уплотнительных поверхностей (рис. 7). Фланцы с гладкой поверхностью (рис. 7, а) применяют в трубопроводах на условное давление до 25 кгс/см²и в отдельных случаях до 40 кгс/см².

Фланцы с уплотнительными поверхностями выступ-впадина, (рис. 7,6) и шип-паз (рис. 7, в) используют в трубопроводах на условное давление от 40 кгс/см²и выше, а также во всех трубопроводах, транспортирующих продукты с высокой проникающей способностью (аммиак, фреон). Кроме того, фланцы с поверхностью выступ-впадина применяют в трубопроводах, транспортирующих ядовитые и взрывоопасные продукты, а фланцы с поверхностью шип-паз — в трубопроводах, транспортирующих огневзрывоопасные продукты и работающих под вакуумом.

Фланцы с уплотнительной поверхностью под линзовую прокладку (рис. 7, г) применяют в основном в паропроводах на условное давление от 64 кгс/см²и выше, а также в трубопроводах высокого давления.

Фланцы с уплотнительной поверхностью под кольцевую прокладку овального сечения (рис. 7, д) применяют в трубопроводах, транспортирующих нефтепродукты на условное давление от 64 до 200 кгс/см².

Рис. 8. Фланцевые соединения трубопроводов высокого давления:

а — резьбовое под линзовое уплотнение, б — резьбовое под плоскую металлическую прокладку,
в — на резьбовой втулке под плоскую металлическую прокладку

Для трубопроводов высокого давления наибольшее применение получили резьбовые фланцевые соединения, выполненные под линзовое уплотнение, плоскую металлическую прокладку, а также на резьбовой втулке.

Резьбовые фланцевые соединения под линзовое уплотнение (рис. 8, а) изготовляют на условное давление от 200 до 1000 кгс/см²с условным проходом от 6 до 200 мм. Линзы уплотнительные жесткие и компенсирующие изготовляют из тех же труб, что и основной трубопровод. Торцевые поверхности труб обрабатывают под конус с углом 20°, а линзы — под сферическую поверхность. Уплотнительные поверхности трубы и линзы тщательно шлифуют.

Фланцевое соединение под плоскую прокладку (рис. 8, б, в) выполняют так, чтобы торцы труб образовывали выступ и впадину. Между торцами труб устанавливают прокладку из алюминия или меди, благодаря чему при затяжке соединения достигается требуемая плотность.

Фланцы трубопроводов высокого давления изготовляют коваными.

1. Какие бывают типы фланцев и чем они отличаются?

2. Какие формы уплотнительных поверхностей фланцев применяют? Назовите область их использования.

Все материалы раздела «Изделия» :

● Сортамент труб и область их применения

● Технические требования к стальным трубам

● Сортамент труб технологических трубопроводов по нормалям машиностроения

● Отводы крутоизогнутые и гнутые

● Фланцы

● Тройники, переходы и заглушки

● Опоры, подвески и опорные конструкции

● Компенсаторы

● Трубы и детали трубопроводов из цветных металлов и их сплавов

● Трубы и детали трубопроводов из чугуна и специальных сплавов

● Трубы и детали из пластмасс

● Трубы и детали из стекла, ситалла, фарфора, керамики, аитегмита и фанеры

● Трубы и детали гуммированные, биметаллические и с лакокрасочными покрытиями

● Трубы и детали футерованные и эмалированные

● Назначение, классификация и выбор арматуры

● Приводная и самодействующая арматура

● Условные обозначения и отличительная окраска арматуры

● Крепежные изделия, прокладочные и уплотнительные материалы

shkval-antikor.ru