Типы фланцевых соединений трубопроводов: Фланцевое соединение трубопроводов. Типы

Типы фланцев: назначение, виды фланцевых соединений

Содержание

• Виды фланцев по ГОСТ 33259-2015
• Фланец тип 01
• Фланец тип 02
• Фланцы тип 03 и 04
• Фланец тип 11
• Фланец тип 21
• Можно ли использовать разные типы фланцев

---

Фланец представляет собой диск круглой или квадратной формы со сквозным отверстием в центре, который используют повсеместно для соединения трубных участков, патрубков, шаровых кранов, аппаратов, машинных элементов и прочего трубопроводного оборудования.

Особенность фланцевого соединения заключается в возможности его многократного использования. Герметичность стыка в процессе эксплуатации достигается за счет периодической подтяжки крепления, а также своевременной замены прокладки, которая исключает течь продукта транспортировки, снижает трение/износ стальных деталей.

У соединителей выделяют несколько исполнений уплотнительных поверхностей (подробнее об этом можно узнать в нашей статье):

• с соединительным и простым выступами;
• с впадиной;
• с шипом;
• с пазом;
• под линзовую прокладку;
• под уплотнитель овального сечения;
• с шипом под фторопластовую прокладку;
• с пазом под уплотнитель из фторопласта.

Виды фланцев по ГОСТ 33259-2015

В 2015 году вышел межгосударственный стандарт ГОСТ 33259, который объединил в себе общие технические требования, конструкцию и размеры плоских, воротниковых, свободных фланцев, арматуры, изготавливаемых по ГОСТ 12820, 12821, 12822, 12815 соответственно. Согласно этому нормативу выделяют 6 типов соединителей, работающих в системах с номинальным давлением до 250 кгс/см2.

Фланец тип 01

Стальная плоская приварная соединительная деталь выдерживает нагрузки до 2,5 МПа. Ее изготавливают номинальным диаметром от 10 до 2400 мм. Эксплуатация возможна при температуре не ниже -40 °C.

Фланец тип 02

Свободный плоский соединитель на приварном кольце позволяет без проворота трубы легко производить стыковку арматуры или оборудования. Используют при укладке трубопроводов в труднодоступных местах, на трубных участках, где часто проводят ремонтные работы. Изготавливают методом ковки, штамповки или вырезают из листа.

Особенность элемента заключается в отсутствии контакта с рабочей средой. При монтаже на трубу сначала надевают фланец, затем кольцо. Далее кольцо приваривают к трубопроводу, после чего с ответной деталью образуют фланцевое соединение.

Выпускают диаметром (Ду) 10‒600 мм на Ру до 25 кгс/см2. Металлоизделие нельзя использовать при температурных значениях минус 40 градусов.

Фланцы тип 03 и 04

Детали стальные плоские свободные на отбортовке (тип 3) и на хомуте (тип 4) под приварку. Установку изделия производят аналогичным способом ‒ сначала надевают соединитель, далее отбортовку/хомут.

Тип 03 используют только на давление PN2,5, PN6, PN10, PN16.

Тип 04 применяют только при нагрузках PN10, PN16, PN25.

Оба вида выпускают диаметром от 10 до 600 мм.

В целях экономии производители иногда предлагают своим клиентам изготовление соединителя из алюминия, а отбортовки из нержавеющей или углеродистой стали. Поскольку алюминиевый диск не контактирует с транспортируемым продуктом, на материале можно сэкономить.

Фланец тип 11

Обладает характерным выступом ‒ «воротником», благодаря которому получил свое название «воротниковый фланец», иначе его называют «приварным встык».

За счет выпуклости, минимизирующей нагрузки у основания детали, его устанавливают в трубопроводных коммуникациях с давлением 01‒25 МПа. Условный проход (Ду) трубодетали ‒ от 10 до 4000 мм.

Фланец тип 21

Является частью/корпусом арматуры. Его изготавливают литьем из стали, серого или ковкого чугуна. Сфера применения и размер зависят от материала изготовления:

• сталь используют при Ру от 2,5 до 250 кгс/см2, сечение ‒ от 10 до 2000 мм;
• серый чугун ‒ от 1 до 16 кгс/см2, диаметр ‒ от 10 до 4000 мм;
• ковкий чугун ‒ от 6 до 40 кгс/см2, условный проход ‒ от 10 до 300 мм.

Можно ли использовать разные типы фланцев

Для соединения труб или любого другого оборудования необходимо к каждому трубному концу приварить по фланцу, установить между ними прокладку, стянуть болты (рекомендуется делать это крест-накрест, чтобы добиться соосности).

Однако фланцевое соединение образуют детали с разными типами исполнений по принципу «мама ‒ папа»: элемент с выступом стыкуют с его зеркалом ‒ диском со впадиной. Поэтому на трубопроводе допускается монтировать несколько видов соединителей, но запрещается использовать трубодетали разных исполнений в паре.

Помимо представленных стандартов существуют американские, европейские нормативы (ASME, DIN), в соответствии с которыми конструкция трубодеталей остается неизменной, но маркировка может отличаться. Для устранения различий используют таблицы перевода.

Фланцевые соединения — трубопроводная арматура

Фланцевые соединения были изобретены в Германии, поэтому и название происходит от немецкого слова Flansch. Фланец представляет собой крепёжный элемент труб с отверстиями для болтов или шпилек.

В некоторых случаях герметичные трубы требуют присоединения дополнительных элементов, например, насосов, задвижек или контрольно-измерительной аппаратуры. В данном случае применение сварки становится невозможным и применяют для крепления изделий применяют фланцы. Также фланцевые соединения используют для стыковки частей трубопровода. Фланцы являются самыми популярными соединительными элементами в промышленности.

Их популярность обусловлена прочностью, долговечностью, возможностью многократного использования (монтажа и демонтажа)

Рисунок 1. Фланцы

Высокая прочность фланцевых соединений позволяет использовать их на трубопроводах высокого давления. При правильной установке и соблюдении ряда других требований, они обеспечивают хорошую герметичность трубопровода. Диаметр фланца должен соответствовать размерам трубы и не выходить за рамки допустимой погрешности. Поэтому многие производители труб сразу оснащают выпускаемую продукцию крепёжными элементами. Своевременное техническое обслуживание соединительных узлов, в том числе подтяжка болтов позволяет сохранить герметичность труб, фланцы прослужат долгое время. Последнее условие важно при оказании на них механических воздействий, вибрации, нахождении в неблагоприятных климатических условиях и зонах с резкими перепадами температур. Чем больше диаметр трубопровода, тем большей нагрузке подвергаются фланцевые соединения. Для сохранения и поддержания герметичности важна уплотнительная способность прокладок, устанавливаемых между фланцами.

Использование фланцевых соединений для труб малого диаметра экономически нецелесообразно, использование резьбовых соединений дешевле, при этом отвечает всем необходимым техническим требованиям. Фланцевые соединения актуальны для трубопроводов большого диаметра. Они способны перераспределять нагрузки в местах соединения, при специальной обработке они становятся устойчивыми к воздействию агрессивной среды, актуально для химической промышленности, выдерживают высокие температуры и давление.

Фланцы могут иметь прямоугольную, квадратную или круглую форму. Последняя является самой распространенной ввиду простоты исполнения и высокой надёжности. Другие же формы сложны в исполнении и не могут гарантировать сохранения герметичности. Используют их в крайнем случае, когда невозможно использовать круглые.

Типы фланцевых конструкций

Фланцы подразделяются на типы в зависимости от способа их соединения с аппаратами и конструкцией.

Рисунок 2. Типы фланцевых соединений

Наиболее распространенными на территории России являются следующие фланцевые государственные стандарты:

Фланец стальной плоский приватной – ГОСТ 12820-80.

Фланец стальной приварной встык – ГОСТ 12821-80.

Фланец стальной свободный на приварном кольце – ГОСТ 12822-80.

Таблица 1. Варианты исполнения фланцевых соединений.

Фланцы плоские приварные

Используются на стальных трубопроводах и для присоединения аппаратов. Представляют собой плоские кольца, которые приварены к краю обечайки по периметру. Могут быть также с защитным кольцом. Используются при температуре до 300 градусов Цельсия и номинальном давлении от 0.1 до 2.5 Мпа.

Рисунок 3. Плоский приварной фланец

Рисунок 4. Плоский приварной фланец с защитным кольцом

Воротниковые фланцы

Прочность воротниковых фланцев выше по сравнению с плоскими приварными. Поэтому они применяются при номинальном давлении до 20 МПа.

Имеют несколько конструктивных разновидностей. На стальных сварных аппаратах применяются самые распространенные виды: фланцы кованые и приварные встык. Приварные имеют втулку в виде усечённого конуса, увеличивающую прочность конструкции. Существует также разновидность с защитным кольцом. Выдерживают они температуру от -70 до +300°С и номинальное давление от 1.6 до 6.4 МПа.

Рисунок 5. Фланец приварной с шейкой

Фланцы обеспечивают возможность демонтажа без вырезания части трубопровода. Конусовидная втулка снижает напряжение у основания, перераспределяя нагрузку на трубу.

Фланец может быть сварен из двух частей: основания и шейки.

Рисунок 6. Состоящий из двух частей фланец

В химической промышленности используют кислотостойкие накладки на фланцы. При этом сами они сделаны из углеродистой стали.

Рисунок 7. Фланец с кислотостойкими накладками.

1 – кислотостойкая сталь; 2 – углеродистая сталь

Стальные свободные фланцы на приварном кольце

Состоит из двух деталей – самого фланца и кольца, которое приваривается к трубе. Такая конструкция удобна для монтажа. При этом для составных частей используется одинаковая сталь. Выпускаются в нескольких вариациях.

Фланцы на отбортовке используются при давлении до 0.6 МПа. Основная область их применения – аппараты из цветных металлов — меди или алюминия. Используются с целью экономии материалов, например титана.

Рисунок 8. Фланец свободный на отбортовке

Фланцы на бурте

Порой возникает необходимость замены устаревшей металлической трубы на более современный вариант из полипропилена. При стыковке с неметаллическими аппаратами, в том числе из стекла и пластика, применяют фланцы с буртом. Они выдерживают давление до 10 МПа. На неметаллической трубе располагается фланец с отверстиями для болтов и шпилек, после этого герметично соединяется с металлической трубой. Самые популярные диаметры изделий от 40 до 160 мм.

Рисунок 9. Фланец на бурте

Фланцы на резьбе

Применяются на узлах и аппаратах в которых нежелательно применение сварки, а также в тех местах, которые требуют лёгкого демонтажа. Выдерживают высокое давление.

Рисунок 10. Фланец на резьбе

Свободные разборные фланцы

Применяются для скрепления частей из хрупких материалов. Имеют несколько вариантов исполнения. Из двух составных частей фланец изготавливается из чугуна, части стягиваются между собой при помощи болтов.

Рисунок 11. Фланец составной из двух частей

Фланцы с разъемным кольцом более громоздкий, но при этом более экономичный. Монтировать его проще.

Рисунок 12. Фланец с разъемным кольцом. 1 – кольцо из двух половин

Фланцы со стяжными скобами

Скобы устанавливают вплотную, применяют для металлических конструкций, покрытых эмалью. Способствует выдержке температурного режима при обжиге эмали. Применяется при невысоком номинальном давлении, максимальные показатели использования 0.5-0.6 МПа.

Рисунок 13. Фланец со стяжными скобами

Варианты исполнения фланцевых поверхностей

Исполнение поверхностей фланцев регулируется государственным стандартом. Всего существует девять разновидностей. При подборе следует учитывать не только условное давление и проходы, необходимо также принимать во внимание уплотнительные исполнения.

Для свободных фланцев различное исполнение допускается только для приварного кольца.

Рисунок 14. Поверхности фланцев

– 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.

При стыковке фланцев с выступом и впадиной, номинальное давление может быть до 1.6 МПа. Фланцы с шип-пазом выдерживают до 6.4 МПа. Они применяются на трубопроводах с агрессивными средами, взрывоопасными и ядовитыми. Фланцы с соединительным выступом применяют при условном давлении до 6.3 МПа.

В зависимости от вариантов исполнения, фланцы стыкуются следующим образом.

15. Схема стыковки фланцев

Прокладки фланцевых соединений

Сохранение герметичности соединения частей трубопровода и его надёжность зависит от выбранного прокладочного материала между фланцами. Прокладки могут быть трёх видов: неметаллические, полуметаллические и металлические.

Между фланцевыми соединениями, как бы крепко они не были притянуты друг к другу, существуют пустоты. Прокладки под действием давления заполняют собой все свободное пространство между деталями, не оставляя зазоров. Тем самым достигается герметичное соединение.

Уплотнения могут быть как подвижными, так и неподвижными. Могут использоваться различные материалы: резина, гофра с мягким наполнителем, Герметизация фланцевых соединений может достигаться при использовании металлических прокладок.

Для фланцев с выступами и впадинами, шипами и пазами существует самый широкий выбор прокладок. Они могут быть металлическими, эластичными, из графита, металлографита. Широкое применение находят спирально-навитые прокладки.

Для трубопроводов с ядовитыми и взрывоопасными веществами при исполнении фланцевого соединения с выступами рекомендуется использовать волновые прокладки с ограничительными кольцами, выполненные из эластичного материала с упругим уплотнением. Фланцы, Представленные на рисунке 14 под номерами 6 и 7 используются совместно с линзовыми прокладками. Они могут иметь как овальное, так и восьмиугольное сечение. Фланцы, представленные на рисунке под номерами 8 и 9, предполагают использование фторопластовых прокладок.

При сборке стоит обращать внимание на центрирование прокладки. Необходимо исключить возможность её выдавливания. Размеры прокладки должны соответствовать фланцевым исполнениям. Например, паз и шип у фланцев образуют прочное соединение, прокладка плотно установлена между ними, что обеспечивает прочность стыковки.

Условный проход, его обозначения

Условный проход обозначается Ду, величиной измерения являются миллиметры (мм). Все чаще можно встретить обозначение DN, Ду считается устаревшим, но все также применим.

Основной проход является наиболее значимым параметром, от которого зависит геометрия фланца. При определении основного прохода остальные величины назначаются автоматически. Данный параметр не является тем же самым, что и внешний диаметр трубы. Он означает внутренний диаметр соединения, через который проходит ток среды. Проектируются они таким образом, чтобы обеспечить необходимую пропускную способность трубопровода. При этом пропускающая способность при переходе от одного соединения к последующему должна возрастать на 60-100%.

Величины условных проходов регулируются ГОСТом 28338-89.

Наружные диаметры трубы могут отличаться, при том условный проход будет иметь одинаковое значение. При заказе фланцевого соединения необходимо использовать буквенное обозначение соответствующего диаметра трубы. Если в спецификации не указано буквенное обозначение трубы, то учитываются следующие значения.

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

Трубы, имеющие наружный диаметр 159 мм при толщине стенки 5 мм имеют фактически внутренний диаметр 149 мм. Если толщина стенки составляет 8 мм, то внутренний диаметр лишь 143 мм. При этом в обоих вариантах за условный проход принимают величину 150 мм.

При использовании фланцев с диаметром условного прохода свыше 200 мм, допускается их расточка по внешнему диаметру трубы. Также допускается отклонение от правильной формы круга. Но в таком случае затрудняется стыковка элементов.

Давление

Важным параметром при установке фланцевых соединений является условное давление, которое может выдержать узел. На предельные показатели влияют материалы, из которых изготовлены фланцы, геометрические параметры, а также исполнение поверхности соединительного элемента. Данный параметр при проектировании обозначается Ру. Является важным параметром ответственности при проектировании и безопасности трубопровода.

Рабочее давление выражается в нескольких значениях, чаще всего это повышенная масса фланца и точность соединения (меньшие допуски на сопряжения), обязательное использование уплотнительных прокладок.

Показатель давления измеряется в кгс/см2. Также может обозначаться следующими единицами измерения МПа, Па, бар, атм.

В зависимости от типа фланцев, соединения могут выдерживать давление от 25 до 200 кгс/см2.

Материал, из которого изготовлены соединения имеют большое влияние на показатели выдерживаемого давления. Самым распространенным материалом для изготовления фланцев является сталь.

Сталь 20 используется для соединения частей трубопроводов пара и воды. Согласно ГОСТу, обозначается ст.20. Используется при температуре внешней среды от -40 до температуры внутреннего воздействия +475

Сталь марки 09Г2С распространена не меньше, поскольку низколегированная сталь рекомендована к использованию для сварных конструкций. Ее преимущество основано на возможности эксплуатации при температуре внешней среды до -70 градусов Цельсия. Позволяет функционировать трубопроводам нефти и газа в суровых климатических условиях. Верхний предел внутренней рабочей температуры +475 градусов Цельсия.

Криогенными свойствами обладает сталь марки 12Х18Н10Т. Фланцы из нее используют при воздействии на узлы агрегатов агрессивных сред: кислот (уксусной, фосфорной, азотной), щелочей, солей. Рабочие температуры должны соответствовать диапазону от -196 до +350 градусов Цельсия.

Устойчива к коррозии сталь марки 10Х17Н13М2Т. Используются она для фиксации частей труб, проводящих агрессивные среды. Устойчива к воздействию химических веществ, коррозии под напряжением. Диапазон температур, при которых возможно применение от -196 до +600°С. Благодаря устойчивости к разрушению имеет длительный срок службы.

Низколегированная сталь марки 15Х5М обладает повышенной жаропрочностью. Фланцы из нее не окисляются, выдерживают температуру до +650 градусов Цельсия.

Этот список марок сталей, применяемых для изготовления фланцев не является исчерпывающим. Кроме того, для их производства используется сталь марок 13ХФА, 10Г2ФБЮ, 08Х18Н10Т, 17Г1С, 10Г2С, 30ХМА, 40Х и другие.

Крепеж для фланцев

Термин «крепеж» используется для обозначения приспособлений, позволяющих укрепить конструкцию, сделать её более сложной. Качество и крепость конструкции зависит во многом от качества крепежных элементов. Вес конструкции, ее размеры, показатели желаемой прочности обуславливают выбор материалов, из которых изготовлены крепежи. К крепежным элементам относят шайбы, болты, шпильки, винты, шурупы, болты, заклёпки и многое другое. Они могут быть изготовлены из стали, алюминия или нержавеющей стали.

Весь крепеж принято делить на две большие группы: общепромышленный и специального назначения.

Общепромышленный не обладает специальными характеристиками и применяется как в быту, так и во всех сферах производства и строительства.

Крепеж специального назначения применяется в узких отраслях: авиастроении, железнодорожных магистралях, автомобилестроении и так далее.

Рисунок 16. Фланец с крепежом

Для него свойственно наличие специальных характеристик, обусловленных четкой направленностью на конкретную область применения и узким функционалом.

Шпилька, гайка, болт и шайба используются для фланцевых соединений.

Болт – элемент крепежа, представляющий собой металлический стержень с нанесенной на него наружной резьбой. С обратной стороны имеет шестигранную (реже восьмигранную) головку под гаечный ключ. Чаще всего соединение образуется при помощи гайки.

Рисунок 17. Болт

Гайка – элемент крепежа, образующий соединение с болтом или шпилькой. Внутри отверстия имеет резьбу. Гайки бывают круглыми и многогранными. Также по индивидуальному заказу изготавливают нестандартные гайки, имеющих специфическую резьбу или дополнительные насечки. Для ее фиксации на резьбе болта используют гаечный ключ. Также гайки могут крепиться на ось, для исключения осевого перемещения деталей, сидящих на оси.

Рисунок 18. Гайка

Шайба – деталь, которую помещают либо под гайку, либо под головку винта. Задача элемента увеличить площадь опоры в тех случаях, когда материал, в который вкручен болт подвержен деформации, либо недостаточно жёсткий. Также применяют шайбы при несоответствии диаметра отверстия размеру болта либо в случаях, когда отверстие имеет неправильную форму.

Помимо стандартных типовых шайб существуют также специального назначения. Они применяются в узкоспециализированных отраслях, например, машиностроении. Функции шайб могут быть не только крепёжными. Расстояние между объектами, расположенными на одном валу измеряется при помощи дистанционной шайбы.

Чтобы избежать перекоса головки винта при затягивании его используют косую или сферическую шайбу. Для сокращения временных затрат на снятие детали и установки на ее место новой применяют быстросъемную шайбу. Для достижения герметичности соединения под головку винта помещают мягкую уплотнительную шайбу. Уменьшает риск самоотвинчивания болтов пружинная шайба за счёт силы упругости. Стопорная шайба исключает поворот болта или гайки относительно вала, благодаря своей конструкции. Она имеет отгибающиеся части. Функция концевых шайб – препятствие перемещению закреплённых на валу элементов вдоль него.

Рисунок 19. Шайба

Шпилька – это общее название крепежных элементов, отличительными особенностями которых являются отсутствие оголовка и наличие резьбы. По своей сути это металлический прут. Резьба может быть нанесена как на всю длину, так и на отдельных частях. Функцией шпильки является скрепление деталей конструкции. Ее можно как вкручивать в имеющееся на детали отверстие с резьбой, так и стягивать составные части аппарата при помощи накручивания гаек на шпильку. Сферы применения шпилек не ограничиваются строительством. Также они применяются в машиностроении, для установки станков. Шпильки применяют при монтаже воздуховодов и трубопроводов. Используются в этих конструкциях фланцевые соединения. Требования к крепежу, используемому во фланцевых соединениях регулируются ГОСТом 20700-75.

>Рисунок 20. Шпилька

Основные параметры фланцевого крепежа

Рабочее давление – это то давление, с которым протекает жидкость или газ по трубопроводу. Также под этим термином подразумевается наибольший показатель избыточного давления, при котором возможна длительная работа трубопровода, арматуры и соединительных узлов при рабочей температуре среды. Чем выше рабочее давление, тем прочнее крепеж должен использоваться при постройке трубопровода. Прочность крепежа определяют характеристики материала, из которого он сделан, правильная термическая обработка. Необходимо сопоставлять параметры рабочей среды и технические характеристики материала. Так сталь 35 рассчитана на применение при рабочем давлении до 100 кгс/см² и температуре от -40 до +400 градусов Цельсия. Соответственно при увеличении рабочего давления до 200 кгс/см² следует выбирать другую марку стали для изготовления крепежных элементов, например, 20Х13.

Рабочая температура. Является одним из важнейших параметров при выборе крепежных материалов. Рабочей называется температура, которую имеют вещества, транспортируемые по трубопроводу. При выборе марки стали учитывается также температура внешней среды. Каждый материал имеет собственный диапазон рабочих температур при которых гарантируется надёжность крепления при его долгосрочной эксплуатации.

Если два трубопровода имеют одинаковое номинальное давление, но один из них планируется эксплуатировать при температуре окружающей среды до -30 градусов Цельсия, то для фланцевых соединений используется шпилька из стали 35. Если трубопровод используется в суровых климатических условиях при температуре окружающей среды до -70 градусов Цельсия, необходимо использовать для соединений крепежи, выполненные из хладоустойчивой, стали 09Г2С или 10Г2.

Рабочая среда. В соответствии с температурными и физико-химическими показателями рабочей среды должен быть выбран фланцевый крепеж. Материал, из которого он сделан должен соответствовать требованиям в зависимости от свойств рабочей среды, например, антикоррозийность, устойчивость к воздействию высоких температур, агрессивной среды. Для агрессивных сред выбирают крепеж, сделанный из стали марок 20X13, 14X17Н2, 12Х18Н9Т.

Диаметр резьбы. Крепёжные элементы могут иметь как внутреннюю резьбу, например, гайки, так и наружную, к таким относят болты, шпильки и прочие. Резьба имеет шаг, который может изменяться в метрической или дюймовой системе. Зависит от нормативных документов, на которые ссылается конкретный проект. Первый шаг резьбы измеряется в миллиметрах, для второго единицей измерения являются дюймы. Дюймы указываются в целых и дробных числах, шаг составляет ¼ дюйма.

Шаг резьбы.Так называется расстояние между ближайшими вершинами ниток резьбы, лежащими параллельно одной оси. Существуют две основные группы крепежа: с крупным и с мелким шагом. Выбор зависит от конкретной спецификации, если в ней не указано много, то основным считается крупный шаг резьбы.

Например, болт М6х20 означает крепеж с мелким шагом резьбы 20 мм, номинальным диаметром 6 мм.

Размер «под ключ».  В технической литературе обозначается символом S, фактически размер «под ключ» представляет собой расстояние между двумя параллельными гранями шестиугольного либо восьмиугольного болта. Каждому стандартному диаметру резьбы соответствует размер рабочего профиля крепежа. Зная его можно определить подходящий ключ.

Длина болта. При обозначении числового выражения длины болта в расчет берется только длина самого стержня, без учёта головки. Например, для болта М6×50 длина его составляет 50 мм. При этом общая габаритная длина болта будет больше на высоту головки, которая составляет 4 мм, то есть 54 мм.

Длина шпильки. Как правило, длина шпильки, указываемая в спецификации, означает общую габаритную длину, если иное не предусмотрено другими документами. Например, ГОСТ 22032-76 регламентирующий применение шпилек с ввинчивающимся концом предполагает указание длины шпильки без учёта ввинчивающегося конца.

Длина резьбового конца. Та часть шпильки или болта с резьбой, на который предполагается навинчивания гайки.

Покрытие. В случае применения крепежа на магистралях и узлах, на которые предполагается действие агрессивных сред, болты и шпильки покрывают защитным слоем из цинка, никеля или хрома.

Подбор фланцевого крепежа

Документы, регламентирующие подбор фланцевого крепежа:

• ОСТ 26-2041-96;
• ОСТ 26-2039-96;
• ОСТ 26-2040-96;
• ОСТ 26-2038-96;
• ОСТ 26-2037-96;
• ОСТ 26-2043-91;
• ГОСТ 20700-75;
• ГОСТ 12816-80;
• ГОСТ 9064-75;
• ПБ 10-115-96;
• ПБ-03-75-94 и другие.

Нормативные документы регулируют выбор крепежа в зависимости от условий его использования и назначения.

Для выбора крепежа необходимо учитывать параметры конкретного фланцевого соединения. Необходимо учитывать рабочее давление, рабочую среду, рабочую температуру и внешнюю среду при выборе крепежа. Также на выбор крепежа влияет марка стали из которой изготовлен фланец.

Существует несколько самых распространенных марок стали из которых изготавливаются фланцы. Соответственно каждой марке даются рекомендации по их комплектации крепежными элементами.

1. При рабочем давлении не превышающим 25 кгс/см2 допускается использование в качестве крепежа для фланцевых соединений как болтов, так и шпилек. При рабочем давлении свыше данного показателя, применение болтов запрещено. Это регламентировано ГОСТ 12816-80.
2. Для изготовления крепежных элементов допускается большой выбор материалов. Какой бы ни использовался, существует для всех общее правило. При использовании одинакового материала в крепёжной паре болт (шпилька) – гайка, жесткость гайки должна быть на 20 единиц меньше чем у болта. Если причиной повреждения болта станет избыточное давление в системе, гайка останется целой, поврежден будет болт. Это упростит поиск повреждения. При использовании шпилек с накатанной на них резьбой, допускается использование материала для гайки той же жёсткости.

Расчеты фланцевых соединений и крепежа

Определение размеров фланца

Первым шагом является определение конструктивных особенностей фланца далее осуществляется выбор прокладки. После этого начинается процесс прорисовки эскиза и определение размеров.

Для штуцеров фланцы являются стандартными, их выбор регламентирован ГОСТами.

Под аппаратами подразумеваются ёмкости в которых проходят технологические процессы. Они имеют обечайки в форме цилиндра, дно и крышку. Для них возможно использование как стандартных фланцев с размерами, регламентированными нормативными документами, так и фланцев с нестандартными размерами.

Расчет фланцевого соединения на прочность

При выполнении расчетов стоит учитывать определенные характеристики фланцевых соединений.

Они должны быть прочными, герметичными и жёсткими. Фланцевые соединения штуцеров можно не рассчитывать на прочность по причине их стандартизированности. Для каждого вида прописан стандартный наружный диаметр патрубка, его толщина и высота штуцера. Расчеты для фланцевых соединений как стандартных, так и нестандартных являются обязательными.

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.

Типы фланцевых соединений

Руководства по выбору трубных фланцев Вы… Типы фланцевых соединений

Руководства по выбору трубных фланцев, которые следует изучить

Источник изображения: Science Direct две трубы или труба к фитингу или оборудованию. В ситуациях, когда цементирование растворителем не выдержит, например, при демонтаже трубопроводной системы или при временной или мобильной установке, или когда два материала должны переходить друг в друга, используются фланцы для труб.

Фланцы также обладают высокой несущей способностью по сравнению с другими типами механических соединений. Это важнейшее качество для систем, подверженных смещению трубы и поперечному изгибу из-за изменений температуры и давления (например, глубоководные трубопроводы).

Механические соединения и фланцевые трубы

Механические соединения чаще всего применяются в подземных трубопроводах, клапанах и соединениях фитингов. В повторно натренированном положении ретенционная железа механического соединения использует клиновидное действие, чтобы удерживать соединение на месте. Когда сальник прижимается к раструбу, он заклинивает прокладку и создает герметичное уплотнение.

Механические соединения Преимущества

• Детали не подвержены структурным или термическим изменениям
• Изобилие опций для сырья
• Превосходная сила и выносливость
• Возможность перемещения материала после слияния
• Простое управление качеством
• Экологически чистый, без выбросов загрязняющих веществ

Недостатки механических соединений

• Ремонт соединения очень сложен, а иногда и невозможен
• Может быть дорогостоящим из-за необходимости большего количества заклепок
• Стоимость слишком высока, чтобы использовать его на открытом воздухе

Фланец образует прочное, недеформируемое соединение. Это плохо для подземных установок, которые часто меняются. Движение земли может поставить под угрозу совместную интеграцию. Затягивание болтов и сжатие прокладки создает водонепроницаемое уплотнение.

Преимущества фланцев

• Покраска и пескоструйная обработка не обязательны, но часто требуются
• Для резьбовых соединений может не требоваться разрешение на огневые работы
• При необходимости многие катушки труб могут поставляться бесплатно

Недостатки фланцев

• Трубы с изоляционными фланцами стоят дорого
• Фланцевым трубам требуется больше места
• Негерметичные фланцевые соединения

Маркировка и маркировка фланцев

Если вы хотите, чтобы на вашем фланце были маркировки и этикетки, сначала определитесь со схемой маркировки. Затем узнайте о маркированной системе трубопроводов. Сколько типов трубопроводов транспортируют какие материалы? Наконец, опубликуйте этикетки. Для типичных материалов вы можете купить предварительно напечатанные этикетки или использовать на работе специальный принтер для этикеток.

Типы трубных фланцев

Трубные фланцы уступают только сварке в качестве средства соединения труб. При разборке соединения эти инструменты являются предпочтительными. Наличие этой опции означает больше свободы с точки зрения повседневного обслуживания. Поэтому целесообразно выбрать соответствующие фланцы.

Вы также можете посмотреть следующее видео для получения дополнительной информации.

Приобретайте самые точные фланцы, удобные для повседневного и коммерческого использования

Фланец под приварку враструб

Фланец под приварку враструб

Источник изображения: Marcel Piping

В производстве труб высокого давления фланцы под приварку враструб в основном используются на трубах меньшего диаметра. Труба вставляется в раструбный конец фланца, а вокруг верхней части фланца накладывается угловой сварной шов. В результате внутренняя поверхность трубы становится более гладкой, что позволяет более эффективно транспортировать транспортируемый газ или жидкость.

Набросайте диаметры ступиц на трубных фланцах, которые являются стандартными, могут составлять от 1/2 дюйма до 24 дюймов. Фланцы для труб Socket Weld предлагаются компанией Coastal Flange во всех мыслимых размерах, классах и деталях.

Кроме того, фланец для приварки враструб в зависимости от применения может иметь:

• Выступ,
• Плоская поверхность
• RTJ перед

Ниже 400# фланцы для сварки враструб с выступами обычно имеют высоту 1/16 дюйма. Высота приподнятой поверхности 1/4″ является нормой для фланцев с раструбной сваркой для труб класса 400# и выше.

Накладка на фланец

Накладка на фланец

Источник изображения: Savree

Фланец SO укорочен для накладки на фланец. Фланцы с резьбой SO спроектированы таким образом, чтобы их внутренний размер был несколько больше размера трубы, которую они должны закрывать. Угловой сварной шов вверху и внизу фланца позволяет прикрепить их к трубе.

Фланцы имеют внутренний диаметр, который немного больше внешнего диаметра трубы, что позволяет соединять их посредством сварки внахлест сверху и снизу фланца.

Спецификации накидного фланца:

• Стандартные наружные диаметры варьируются от 1/2 до 24 дюймов
• Заказные наружные диаметры до 60 дюймов.
• Классификация идет от 150 до 300 до 600 до 900 до 1500 до 2500 фунтов. В пределах от примерно PN2.5 до PN250.
• Фланцы RF (с выступом), фланцы RTJ (кольцевое соединение)

Некоторые преимущества:

• Низкие затраты на установку
• Меньше времени на выравнивание труб и их обрезку по размеру.

Фланец с приварной шейкой

Фланец с приварной шейкой

Источник изображения: Forged Components

Труба может быть приварена к фланцу с приварной шейкой («WN»), который имеет длинную коническую втулку. Этот тип фланца часто используется в системах с высоким давлением и высокой/низкой температурой, которые требуют беспрепятственного потока жидкости, транспортируемой по системе трубопроводов.

Фланец с приварной горловиной и труба испытывают одинаковые механические нагрузки благодаря конической ступице, что также облегчает проведение радиографического контроля на наличие утечек и дефектов сварки. Одиночный V-образный стыковой шов с полным проплавлением соединяет приварной фланец встык с трубой.

На что обратить внимание при покупке приварного фланца трубы:

• Изготовление требует высокого уровня компетентности.
• Из-за длинной втулки системе трубопроводов требовалось дополнительное пространство для ее размещения.
• Предлагаются фланцы с приварной горловиной всех размеров, и они бывают типов FF, RF или RTJ.
• Виден приваренный к трубе фланец Weld Neck.

Фланец с резьбой

Фланец с резьбой

Источник изображения: Ingenio Virtual

Резьба на фланце позволяет вкручивать его в трубу, отсюда и название «резьбовой» или «винтовой» фланец.

Резьбовые фланцы бывают разных диаметров и номинальных давлений, однако обычно они используются только для небольших трубопроводных систем (4 дюйма). Кроме того, он обычно используется только в нетоксичных средах с низким давлением и низкой температурой. Большинство резьбовых фланцев имеют диаметр от 1/2 до 2 дюймов, хотя преобладают и более крупные размеры.

Резьбовые фланцы имеют только две возможные поверхности — плоскую и приподнятую, поскольку они используются в условиях более низкого давления. Из-за искажения геометрии резьбы при высоких температурах их нельзя использовать в ситуациях, когда существует опасность утечки.

Преимущества:

• Фланцы с резьбой позволяют крепить трубу без сварки.
• Быстрее и проще в сборке и разборке

Недостатки:

• Не подходит для использования в условиях очень высокой температуры
• не подходит для трубопроводов с тонкими стенками

Глухой фланец

Глухой фланец

Источник изображения: Hard Hat Engineer

Глухой фланец, также известный как фланец без ступицы, представляет собой фланец, который не имеет ступицы или отверстия в центре. Глухие фланцы сравнимы с обычными фланцами тем, что они имеют одинаковую схему болтового соединения, тип поверхности и толщину. Глухие фланцы также могут использоваться для герметизации отверстия сопла сосуда под давлением.

Глухие фланцы широко используются в нефтехимической, трубной, коммунальной и водопроводной промышленности. Это полезно для исправления конвейера выше по течению. Фактически, глухой фланец может быть включен в готовый трубопровод как часть процесса строительства. Просто присоединившись к концевому фланцу, трубопровод можно удлинить или расширить.

Несколько преимуществ:

• Существует прямая зависимость между давлением и износом между поверхностями фланцев и конструкцией конструкции.
• Глухой фланец работает в грязной или пыльной среде.
• Система надежна и проста в обслуживании.

Расширительный фланец

Расширительный фланец

Источник изображения: Micron Steel

Фланцы с расширяемой втулкой называются «расширяющими фланцами», и они внешне напоминают фланцы с приварной горловиной, но имеют гораздо больший диаметр (один или два размера). Большая концентрация напряжений в основании фланца может быть уменьшена благодаря его конструкции, которая передает напряжения на трубу. Он увеличивает диаметр трубы на фланцевом соединении.

Кроме того, расширительные фланцы можно использовать для соединения трубопроводов с другими устройствами, включая компрессоры, насосы и элементы управления.

Некоторые преимущества расширительных фланцев:

• Сравнительно небольшой размер по сравнению с редукционным фланцем с приварной горловиной
Для расширительного фланца
• требуется только один сварной шов встык
• Очень конкурентоспособная цена
• Доступны другие размеры

Фланец / приварной / ниппельный фланец

Олет (часто приварной или ниппельный) соединяется с фланцем, образуя фланцевый хомут. Труба высокого давления использует 90-градусное разветвление.

Два сварных соединения сокращены до одного, что является значительным улучшением по сравнению со стандартным соединением Olet + Pipe + Flange.

Специальный фланец

Переходной фланец

Переходной фланец

Источник изображения: JF Engineering

Если необходимо уменьшить диаметр трубы, необходимо использовать фланец соответствующего размера. Фланец (размеры) часто соответствуют большему размеру трубы NPT; отверстие (размеры) обычно соответствуют меньшему размеру трубы (NPT). Глухие, накидные, резьбовые и приварные фланцы являются наиболее распространенными типами этих фланцев.

Использование переходных фланцев:

• Переходные фланцы используются для соединения двух труб вместе.
• По сравнению с непереходными фланцами переходные фланцы несколько проще соединять болтами.
• Фланцы различных размеров могут быть с легкостью соединены друг с другом благодаря этому гениальному продукту.
• Существует широкий выбор размеров и номинальных значений давления для этих фланцев.
• Фланцы одинакового диаметра, снабженные различными соединительными деталями, свариваются, склеиваются или скрепляются зажимами для создания редукционного фланца.
• Использование их для соединения фланцев различных размеров является самым быстрым, дешевым и простым решением.

Другие особенности конструкции фланца

Схема фланца

Схема фланца

Источник изображения: Flowstar

От 15 мм (1/2″) до 600 мм (24″) в этих таблицах представлены фланцы всех размеров (24″). Эти таблицы фланцев включают самые популярные стандарты фланцев, такие как ANSI, PN и устаревшие британские таблицы BS10 от D до K. Клапаны обычно соединяются с трубами с помощью фланцев, поскольку они позволяют быстро и просто снимать их при необходимости ремонта.

Плоские (часто из чугуна или ковкого чугуна) или фланцы с выступом допускаются в рамках одной и той же спецификации (обычно литая сталь и нержавеющая сталь). В эти таблицы включены важные размеры фланцев, чтобы вы могли определить, какой тип фланца у вас есть.

По фланцу Материалы

Обычно производители изготавливают фланцы для труб из различных материалов и с различными уровнями качества. Производство фланцев может быть выполнено с использованием самых разных материалов.

Фланцы труб часто изготавливаются из следующих материалов:

• никелевых сплавов
• Инконель
• Инколой
• Хастеллой
• Монель
• углеродистая сталь
• углеродистая сталь с высоким пределом текучести
легированная сталь
• нержавеющая сталь
• дуплекс и супер дуплекс

При выборе правильного фланца учитывайте следующие три материала:

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь устойчива к усталости, прочна, химически устойчива, надежна и устойчива к коррозионному растрескиванию под напряжением. Это делает фланцы подходящими для соединения трубопроводов и опорных механических частей.

Легированная сталь

Легированная сталь содержит больше хрома и молибдена, чем углерода. Он может выдерживать огромное давление и жару. Обладает лучшей коррозионной стойкостью, чем марки углеродистой стали.

Нержавеющая сталь

Никель, хром и молибден отличают нержавеющую сталь от других материалов. Нержавеющая сталь часто используется и устойчива к коррозии. Этот материал может быть использован для изготовления фланцев труб различных размеров.

По типам поверхностей фланцев

Гладкий/плоский фланец, выступающий фланец и кольцевое соединение являются тремя наиболее распространенными типами поверхностей фланцев (RTJ).

Для фланцев с плоской поверхностью (FF) требуется мягкая прокладка из материала, отличного от металла, а их уплотняющая поверхность должна быть зубчатой. Применения с низким давлением, такие как классы давления 125 и 250, идеально подходят для этой конструкции фланца. Фланцы

RF отличаются от стандартных фланцев тем, что их уплотняющие поверхности выступают наружу из плоскости окружности болтового соединения в форме круга. Все классы давления и, следовательно, широкий диапазон номинальных значений давления и температуры охватываются наличием фланцев с выступом.

Фланцы с кольцевым соединением (RTJ) являются модификацией фланца с выступом. В более сложных ситуациях, таких как высокое давление и/или высокая температура (>7500C / 13820F), фланцы RTJ являются нормой. Класс 900 и выше — вот где они действительно блестят.

По рейтингу классов фланцев

Класс, вес или даже просто число, за которым следует октоторп (символ #; хэштег для миллениалов; знак фунта для всех остальных) — распространенные способы обозначения различных типов фланцев для труб .

Применительно к номинальному давлению фланца все эти слова эквивалентны. Чтобы добавить еще больше путаницы, фланец, рассчитанный на 600 фунтов, не всегда имеет номинальное давление 600 фунтов.

Вместо «фунтов на квадратный дюйм» текущая номенклатура классов давления фланцев — «фунты». Всегда помните, что слова «фунт» и «класс» могут использоваться взаимозаменяемо при обсуждении класса давления фланцев.

Классы 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500 являются соответствующими весовыми категориями. Вообще говоря, фланец с более высоким рейтингом будет тяжелее и сможет выдерживать большее давление и температуру. Так, для конкретного материала максимально допустимое давление уменьшается при повышении температуры, и наоборот.

По фланцам Стандарты, размеры

Размеры фланцев

Источник изображения: Savree

Стандартизация размеров различных типов фланцев на основе потребностей, т. е. условий эксплуатации, которым они должны соответствовать, требовалась так же, как и трубопроводы. Кроме того, стандартизация обеспечивает менее сложную и подверженную ошибкам коммуникацию между разработчиками, производителями и другими заинтересованными сторонами.

Фланцевые фитинги для труб

Трубный «фланец» представляет собой металлическое кольцо, которое приваривается к концу трубы и имеет несколько отверстий под болты, просверленные в нем перпендикулярно оси трубы.

Кольцевая прокладка вставляется между парами фланцев перед затяжкой болтов, создавая герметичное соединение. Компания Xhval Industrial Valve Co.ltd производит фланцевые клапаны, а также производит прокладки из материалов, более податливых, чем материал фланца. Поскольку прокладка «зажата» между фланцами, она эффективно герметизирует любые зазоры.

Фланцевые концевые краны

Фланцевые концевые краны

Источник изображения: India Mart

Фланцевые шаровые краны используются для управления потоком трубопровода и поддержания постоянного давления во всей системе или операции. Он оснащен сферическим диском, который можно открывать или закрывать для регулирования потока жидкости

Фланцевый шаровой кран

Фланцевый шаровой кран

Источник изображения: Xhval

Это популярный шаровой кран. Шаровые краны этой конструкции находят применение во многих других областях.

Фланцевые универсальные клапаны

Фланцевые шаровые клапаны

Источник изображения: Xhval

Шаровой клапан можно быстро установить или снять без какой-либо специальной механической обработки.

Фланцевые обратные клапаны

Фланцевые обратные клапаны

Источник изображения: Xhval

Фланцевые обратные клапаны предназначены для газа и нефти, а также для транспортировки. Он также используется в производстве электроэнергии.

Фланцевое концевое соединение клапана VS. другие концевые соединения клапана

Резьбовые соединения

Резьбовые соединения

Источник изображения: HMA Group

Клапаны с резьбой внутри или снаружи корпуса клапана известны как резьбовые клапаны или клапаны с внутренней резьбой. Клапаны с внутренней резьбой и клапаны с наружной резьбой являются двумя основными категориями. Клапан NPT или резьбовой концевой клапан также считается резьбовым клапаном.

Концы под пайку

Концы под пайку

Источник изображения: Jomar Valve

Соединение между шаровым краном и медной трубой является герметичным после пайки. После нагревания клапана и концов трубы до нужной температуры припой растворяется в соединении под действием капиллярных сил, создавая водонепроницаемое уплотнение после остывания.

Клеевая муфта

Клеевая муфта

Источник изображения: eBay

Соединения, выполненные с использованием клея, также известны как соединения FIP, соединения со скользящей посадкой, фрикционные посадки, концы труб и патрубки. В принципе, их можно свести к одному предложению. Соединения с клеевой муфтой выполняются путем вставки трубы с внешним диаметром, который всего на волосок больше, чем внутренний диаметр муфты.

Торцевые соединения Npt

Торцевые соединения Npt

Источник изображения: Amron International

Коническая резьба на трубах и фитингах соответствует этому американскому стандарту. Коническая резьба, в отличие от прямой резьбы болта, будет туго затягиваться и обеспечивать герметичное уплотнение. Резьба должна быть герметизирована трубной лентой или герметиком для предотвращения утечек.

Бесфланцевые торцевые соединения

Бесфланцевые торцевые соединения

Источник изображения: IndiaMart

Из-за своего миниатюрного размера дисковые затворы почти всегда оснащены фланцевыми соединениями межфланцевого типа. Но они также доступны для некоторых марок шаровых кранов. Этот вид крепления предполагает зажатие клапана между двумя фланцами с использованием длинных болтов или резьбовых концевых стержней.

Концы под приварку враструб

Концы под приварку враструб

Источник изображения: Quality Manufacturer of Industrial Pipe Fittings

Сварка враструб представляет собой метод крепления труб, который включает установку трубы в углубление на задвижке, фитинге или фланце. Фитинги для сварки внахлест предпочтительнее, чем фитинги для сварки встык, для труб меньшего диаметра (трубопроводы малого диаметра), особенно для трубопроводов с номинальным размером трубы (NPS) 2 или меньше.

Заключение

Фланцы бывают самых разных типов, текстур, температур, форм, размеров и функций, что затрудняет выбор лучшего для вашего дома. Предварительное чтение часто является самым простым способом для новичков выяснить, какой вариант будет работать для них лучше всего. Обнаружение их размеров и характеристик также может привести к новым взглядам.

Различные типы фланцев, используемых в трубопроводах

В основном фланцы используются для соединения насосов, труб, клапанов и другого оборудования для создания системы трубопроводов. Обычно фланцы имеют резьбу или привариваются, и вы можете соединить два фланца , скрепив их болтами с прокладками и обеспечив уплотнение, обеспечивающее легкий доступ к системе трубопроводов.

Эти фланцы доступны во многих типах, таких как фланцы с приваркой враструб, глухие фланцы, фланцы с приварной горловиной, накладные фланцы и т. д.

Вот различные типы фланцев, используемых в трубопроводных системах, которые зависят от других факторов.

Типы фланцев

Вот несколько наиболее важных типов фланцев для трубопроводов:

Накидные фланцы концентратор), размещенный над концом трубы. Поверхность фланца выступает от конца трубы на достаточное расстояние, чтобы на внутренний диаметр наварился валик. Как следует из названия, эти фланцы надеваются на трубу и известны как накладные фланцы.

Фланцы с приварной шейкой

Фланец с приварной шейкой также известен как фланец с высокой шейкой или фланец с конической ступицей. Фланец с приварной горловиной имеет горловину, которая может надлежащим образом передавать натяжение трубы. Это также помогает снизить давление в нижней части фланца. Он совместим с трубопроводами, которые работают при низких или высоких температурах и выдерживают высокое давление.

Фланцы под приварку враструб

Фланцы под приварку снаружи соединяются только угловым сварным швом. Часто это не рекомендуется для критически важных служб. Они полезны для линий малого диаметра в вашей системе. Статическая прочность аналогична накладным фланцам, но усталостная прочность на 50 % выше, чем у накладных фланцев с двойной сваркой. Часто используется в качестве альтернативы сварным шейкам, когда пространство ограничено.

Глухие фланцы

Производство глухих фланцев происходит без отверстия и используется для заглушки концов отверстий сосудов под давлением, клапанов и труб. Если посмотреть с точки зрения нагрузки на болты и внутреннего давления, наиболее нагруженными типами фланцев являются глухие фланцы, которые значительно больше.

Фланцы для соединения внахлестку

Фланцы для соединения внахлестку используются с патрубками, когда труба изготовлена ​​из дорогого материала. Например, к трубопроводной системе из нержавеющей стали можно добавить фланец из углеродистой стали, поскольку фланцы не соприкасаются с веществом в трубе.

Фланцы с резьбой

Фланцы с резьбой выглядят так же, как накидные фланцы, но главное отличие состоит в том, что фланец с резьбой расточен под внутренний диаметр конкретной трубы. Резьбовой фланец представляет собой тип фланца с конической трубной резьбой в отверстии, соответствующем ASME B1. 20.1, и полезен в трубопроводных системах.

Материалы, используемые для изготовления фланцев

Фланцы для труб могут быть изготовлены из различных материалов в зависимости от материала трубопровода и требований области применения. Выбор зависит от таких факторов, как экономичность, давление потока, рабочая температура и коррозия окружающей среды. Некоторые из наиболее распространенных материалов включают следующее:

Углеродистая сталь

Это сталь, обычно легированная углеродом. Высокая прочность и твердость увеличиваются с содержанием углерода, более низкой температурой плавления и пластичностью. Это самая распространенная марка материала.

Легированная сталь

Это сталь, легированная одним или несколькими элементами, которые изменяют или улучшают свойства стали. Обычные сплавы включают хром, молибден, никель, ванадий и марганец.

Нержавеющая сталь

Это сталь, легированная хромом в количестве более 10%. Хром позволяет нержавеющей стали иметь гораздо более высокую коррозионную стойкость, чем углеродистая сталь, которая легко ржавеет от воздействия воздуха и влаги.

Чугуны

Железо в сплавах с кремнием, углеродом и некоторыми другими сплавами образует чугун. Кремний вытесняет углерод из железа и образует слой черного графита на внешней стороне металла. Чугуны обладают хорошей обрабатываемостью, литьем и текучестью.

Алюминий

Это низкоплотный, пластичный и ковкий металл средней прочности. Он имеет лучшую коррозионную стойкость по сравнению с любым другим типичным сплавом и углеродистой сталью. Это наиболее полезно при строительстве фланцев, требующих небольшого веса и прочности.

Латунь

Это сплав цинка и меди, часто содержащий дополнительные элементы, такие как олово или свинец. Он характеризуется хорошей проводимостью, пластичностью при низких температурах, пластичностью при высоких температурах и хорошей прочностью.

ПВХ

(Обратите внимание, что мы не предлагаем полимерные материалы, но для вашего удобства мы указали их ниже)

Поливинилхлорид или ПВХ — это термопластичный полимер, который легко собирается, долговечен и недорог. Он устойчив как к биологической, так и к химической коррозии. Добавление пластификаторов делает его более гибким и мягким.

Рабочие характеристики

Рабочие характеристики — это свойства фланца, которые могут зависеть от многих других факторов, но их необходимо учитывать. Свойства включают следующее:

Долговечность

Это ударная вязкость или прочность фланца трубы под давлением или напряжением. Долговечность зависит от совместимости фланцев и их конструкции с трубами, а также от прочности материала.

Простота сборки

Качественный показатель эффективности процесса разборки и сборки. Для приложений с фланцем, используемым в качестве фиксации или временного крепления, простота установки и снятия имеет решающее значение.