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

Типы фланцев: плоские, воротниковые, свободные

Что такое фланцы? Фланец — это стальной диск или стальное кольцо со сквозным центральным отверстием для прохождения внутреннего потока среды. В равном удалении от центра расположены отверстия для крепежа. Применяют для соединения линий магистрального и проходящего трубопровода между собой, для присоединения к арматуре, а также для того, чтобы соединить трубопровод с каким-либо оборудованием.

Стальные фланцы делятся на 6 видов по ГОСТ 33259-15. Согласно нормативу, каждый содержит четкие и утвержденные наименования. Однако, в обычной жизни, при заказе и реализации трубопроводных проектов, используют сокращенные варианты. Ниже вы увидите «разговорный» вариант в качестве основного и «нормативный» в скобках. Каждый тип фланца имеет числовое обозначение. Виды фланцев можно разделить на три типа — плоский, юбочный и свободный, где некоторые из них имеют еще несколько подгрупп.

Какие существуют типы фланцев?

➤ Плоские фланцы

• Тип 01 — плоские фланцы (ф. стальной плоский приварной).
• Перейти в каталог

Один из наиболее часто используемых фланцев для трубопроводных систем низкого давления и средней температуры. Фланцы типа 01 надеваются на трубу внахлест и имеют чуть больший внутренний диаметр, чем диаметр трубы. Соединение с трубой происходит при помощи двойного сварного шва. В основном используются для жидких сред с низким давлением. Сегодня эти фланцы очень часто можно найти в трубопроводах водоснабжения, систем с сжатым воздухом низкого давления, в технологических линиях для таких веществ, как пар, масло, газ, нефтепродукты и т.д.

➤ Свободные фланцы

• Тип 02 — фланец на приварном кольце (ф. стальной плоский свободный на приварном кольце).
• Тип 03 — фланец на отбортовке (ф. стальной плоский свободный на отбортовке).
• Тип 04 — фланец на хомуте под приварку (ф. стальной плоский свободный на хомуте под приварку).

Такой тип фланцев представляет собой две отдельных детали: свободное кольцо с отверстиями для крепежа и приварное кольцо меньшего диаметра. Сперва на трубу устанавливают более крупный диск, а после к трубе приваривают кольцо. Если фланец остается неизменным, то приварное кольцо можно заменить при проведении ремонтных работ. Изготавливаются методом резки. Свободные фланцы поставляют в виде полного комплекта (фланец+кольцо) или частично. В отличии от других типов, свободные могут быть выполнены только в одном исполнении, тогда как кольцо можно переточить в исполнения A-M. Кольцо выступает в роли уплотнительной поверхностью для ответной стыковки. Встречаются также свободные фланцы на отбортовке и хомуте. Фланцы типов 02-04 незаменимы при частом ремонте или регулярных проверках соединения трубопроводной линии.

➤ Юбочные фланцы

• Тип 11 — воротниковый фланец (ф. стальной приварной встык)
• Тип 21 — фланец арматуры (ф. корпуса арматуры)
• Перейти в каталог

Воротниковые фланцы называют также юбочными, приварными встык или фланцами с горловиной. Воротник выступает над окружностью, обеспечивая надежную механическую прочность. Существует две конструкции фланцев с приварной горловиной: для стыковки с трубопроводом и корпусом арматуры. Во время монтажа фаска сварного шва соединяется с концом трубы. Каноническая форма воротника обеспечивает более плавное распределение сил давления вдоль перехода от трубы к основанию фланца, помогая выдерживать более высокое давление и более высокую температуру.

Применяемость типов фланцев: соотношение доступных диаметров и давления.

Разделение фланцев по типам упрощает выбор. Каждый тип закрывает потребность в определенном сценарии дальнейшего использования. Можно сказать, что разделение происходит по категориям, с разделением на выбор рабочей среды, деталей для использования. Например для агрессивных внешних условий идеально подходят воротниковые фланцы, они же выдерживают и максимальные показатели по доступному условному давлению. А если требуется частые взаимодействия с фланцевым соединением — подойдут типы свободных фланцев.

Вывод

Некоторые фланцы имеют ограничения по допустимым условным диаметрам — этот фактор тоже стоит учитывать. Например, плоские стальные фланцы бывают только до 2400 мм, тогда как тип 11 и тип 21 встречаются до 4000 мм. Воротниковые фланцы существуют с расширенными предложениями по давлению и воротники можно изготовить с большим диаметром. Обратите внимание, что тип 21 выполняют трех видов: стальные литые, литые из серого или ковкого чугуна. К примеру, у фланцев арматуры диапазон диаметра из серого чугуна будет выше, чем из стали. А ковкий чугун наименее богат диаметрами, чем его другие виды.

Обратитесь к менеджерам отдела продаж, чтобы грамотно подобрать необходимый тип фланцев для вашего трубопроводного проекта. Отправьте заявку по электронной почте.

➥ 8 (499) 673-38-38 Москва
➥ 8 (343) 384-38-38 Екатеринбург
➥ 8 (812) 328-38-38 Санкт-Петербург
➥ 8 (800) 555-38-83 Бесплатно по РФ

— Осколкова Анастасия, контент-менеджер «ОНИКС»

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

Трубное фланцевое соединение отличается практичностью и надежностью Фланцевое соединение очень часто используют в промышленности. Такие соединения обеспечивают прочность и герметичность стыков. Такие факторы в производстве очень важны, так как если не будет качественного соединения, то это становится угрозой для рабочих. В таких соединениях основным элементом является фланец. Такой элемент представляется в форме металлического диска, который обеспечивает прочное и надежное соединение. Так же такой фланец используется в отрасли транспортного трубопровода.

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:

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;

Виды затворов

Как и любые другие виды запорной арматуры, эти имеют несколько разновидностей, которые определяются конструкционными особенностями и способом воздействия на трубопровод:

Читайте также: Схема подключения теплого пола: присоединение коллектора и терморегулятора водяного пола, типы смешивания

• Дисковые затворы с одним или несколькими дисками;
• Клиновые затворы с выдвижным шпинделем;
• Клиновые затворы с фиксированным шпинделем.

Кроме того, некоторые модели могут дополнительно комплектоваться прорезиненной головкой клина, что увеличивает плотность прилегания и уровень герметизации.

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.

Технологические.

Эти характеристики связаны с особенностями производства (из каких заготовок и по каким технологиям выполняется фланец).

Круглые и квадратные фланцы. В настоящее время выпускается небольшое количество задвижек, клапанов и т. п. трубопроводной арматуры, имеющей в качестве присоединительного узла фланец квадратный. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12815-80 до давления условного Ру 4 МПа (40 кгс/см2) предусмотрены по конструкции фланцы как круглые, так и квадратные. При заказе квадратных фланцев необходимо помнить, что существует прямая зависимость диметра фланца от условного давления: чем выше давление, тем меньшего диаметра фланец можно произвести (табл. 2).

Ру, кг/см2	1,0; 2,5; 6,0	10,0; 16,0	25,0; 40,0
Ду, мм	10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100	10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80	10, 15, 20, 25, 32, 40, 50

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.

Виды фланцевых соединений и их характеристики

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

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

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

Рисунок 10 ‒ Фланцы трубопроводов

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

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

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

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

Читайте также: Причины образования и устранение конденсата в дымоходе

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

Рисунок 11 ‒ Некоторые виды фланцевых соединений

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок 12 ‒ Спирально-навитые прокладки

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

Читайте также: Где применяются тэны для чугунных и алюминиевых радиаторов и есть ли от них толк

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном отчете рассмотрен блок деизогексанизации установки изомеризации гидроочищенной бензиновой фракции

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

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

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

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.

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.

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.

Давление

• Еще одной важной конструктивной особенностью всех изделий, составляющих фланцевое соединение, является условное давление, которое может выдержать соединение. Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Фланец стальной плоский приварной (ГОСТ 12820-80) и фланец стальной свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) выдерживают давление до 25 кгс/см2, а вот фланец стальной приварной встык (ГОСТ 12821-80) может выдерживать давление до 200 кгс/см2.
• При этом особенностью данного показателя является то, что он может выражаться в различных единицах измерения: кгс/см2, Па, МПа, атм, бар. Единицей измерения при производстве и обозначении фланцев является кгс/см2. Во избежание недоразумений при заказе продукции всегда указывайте единицу измерения давления.

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.

Краны шаровые муфтовые

Трубопроводная арматура устанавливается у конечных потребителей при тепло- и водоснабжении для отсекания потока рабочей среды. Например, на вводе водопровода, на подводе к унитазу, мойке, умывальнику. Краны шаровые муфтовые для воды просты в монтаже и демонтаже: подсоединение к линии происходит за счет резьбовой нарезки в корпусе разной комбинации:

• В-в (мама-мама) — внутренняя резьба с обеих сторон муфты.
• В-н (мама-папа) — с одной стороны внутренняя, с другой наружная.
• Н-н (папа-папа) — на обеих сторонах наружная нарезка резьбы.

Конструкция состоит из стального корпуса, в котором расположен сферический затвор со сквозным отверстием и шток, соединяющийся с ручкой-рычагом или «бабочкой» с ограничителем поворота. Для перекрытия потока ручку поворачивают на 90 градусов, при этом шток перемещает ось отверстия шара-затвора в плоскость, перпендикулярную направлению рабочей среды. Герметичность обеспечивается уплотнительными кольцами из полимеров.

Краны шаровые муфтовыелатунные подходят для трубопроводных систем с диаметром не больше 45 мм. Для установки запорной арматуры на трубах большего диаметра используется кран шаровой фланцевый.

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.

Основные 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.

Поиск по сайту

Источник https://onyxspb.ru/service/articles/tipy-flantsev-ploskie-vorotnikovye-svobodnye/

Источник https://rtkpipe.ru/vidy-trub/flancevoe-soedinenie-polipropilenovyh.html

Источник https://magistral74.ru/about/articles/2021/02/19/osnovnye-tipy-flancev.html