Фланец виды, размеры и маркировка фланцев и их чертежи

Фланец

Сварка не всегда удобна для крепления трубы, трубопроводных арматур, например, при монтаже задвижек или насосов. Приварные арматуры из стали уступают фланцам в прочности. В таких ситуациях требуется фланцевое соединение, о котором мы подробнее поговорим в статье. Ниже разберем особенности фланцевого соединения, типы фланцев, тонкости их производства и выбора.

Описание и конструкционные особенности

Фланец (с немецкого языка Flansch) это плоского или прямоугольного формата кольцо с расположенными равномерно друг от друга отверстиями. Отверстия в кольце служат для фиксации детали болтами или шпильками. Изделие необходимо для надежного герметичного совмещения труб, например, с аппаратами и емкостями, машинами, для подсоединения валов и других вращающихся деталей (фланцевое). Фланцы стальные — соединительный механизм, который применяется комплектом по две штучки, попарно.

Обычного типа фланцы представляют собой плоские кольца с отверстиями, которые соединяют трубу с другой трубой или системой. В каждое отверстие крепится шпилька или другой крепеж, который помогает фиксировать ее на трубе. Соответственно, размер каждого фланца зависит от трубы, с которой он будет прикреплен. Поэтому производитель может заранее приложить в комплект конструкции фланцы. Бывают плоские и воротниковые фланцы, об их разнице читайте ниже в статье.

При фиксации труб главным критерием является герметичность. Для этого и необходимы фланцы, которые надежно и прочно стянут, сделают механизм более надежным. Фланец выступает гарантом герметичности при разнообразных нагрузках (давление, температура). При правильном уходе за фланцами менять деталь не придется долгие годы. Также следует грамотно подобрать материал и толщину.

Характеристики фланцев

Основные характерные особенности стальных фланцев, они же базовые — размер и масса в основном зависят от давления, с которым они будут работать. Фланцы плоского типа согласно ГОСТ 12820-80 могут быть применены в соединении трубопроводов (труб) с давлением от 0,1 до 2,5 МПа. Нормально функционировать на трубе они могут в температурном диапазоне от минус 30 до плюс 300 градусов по Цельсию. У воротникового типа соединителя труб согласно ГОСТ 12821-80 и ГОСТ 33259 более жесткие показатели: допустимая граница давления 20 МПа, температурного режима следует придерживаться в этих значениях от 40 до +425 градусов.

Фланец подбирается по Ду условному проходу, или иначе внутреннему диаметру, который должен соответствовать наружному диаметру трубы. ГОСТом предусмотрены фланцы стальные с Ду от 10 до 1600. Показатели у фланцев находятся в диапазоне 10-200. Чтобы сделать правильной выбор в пользу определенной детали, покупатель должен знать Ду. Остальные характеристики определяются для фланца автоматически. Например, для изделия Ду 50 характерна высота отступа 57-59. У Ду 80 этот диапазон равен 89-91, у Ду 100 это 108-110. Внутренний диаметр трубы закладывается в первой цифре, а внешний диаметр во второй.

Не менее важной характеристикой является вес, который определяется объемом, высотой. Также на показатель влияет форма изделия и материал. Габариты условного прохода приварных фланцев могут быть в диапазоне 10 2400 мм. В соответствии с ГОСТ стандартом плоский стальной фланец может быть габаритов, которые зависят от максимально допустимого давления. Например, при давлении до 2,5 МПа нужны фланцы с Ду до 800 мм. Плоский приварной фланец согласно ГОСТ не имеет определенного веса, который должен зависит от вида используемой стали, типа конструкции. Перед тем, как купить, нужно сделать сверку с необходимым видом исполнения. На основании этого показателя определяются типы объединения друг с другом.

Виды фланцев

Фланцевая стальная деталь классифицируется по разным критериям:

• по формату отделки (гладкая, зубчатая, на складе)
• по классу материалов
• по виду поверхности (приподнятая, плоская, кольцевидное соединение, охватываемая и неохватываемая, язычок и паз, кольцевого типа соединение)
• по размерностям (номинальные размеры и границы давления)

Вид фланцев, которые нужны будут для трубопроводных соединений, зависят в основном от требований к прочности фланцевого соединения. Фланцевые сливания относятся к категории альтернативных способов сварным стальным соединениям. Это выгодно, так как за счет такой замены проще техническое обслуживание (демонтаж или замена). Ключевые типы фланцев:

• Воротниковый или юбочный тип. Конструкционно выделяется воротниковый стальной фланец наличием выступа, что расположен на внутреннем диаметре, в формате усеченного конуса.
• Модель с приварного типа горловиной («WN») имеет длинную коническую втулку.
• Вариант приварной с удлиненной юбкой-воротником.
• Плоский приварной стальной типа 01. Надевается плоский фланец в приварном исполнении на трубу внахлест и имеет немного больше внутренний диаметр, чем диаметр трубы.
• Изолирующего типа. Такая система делается из 2-3 фланцев юбочного вида, имеющих герметичный стык. Между каждым фланцем есть защитная втулка из диэлектриков.
• Раструбный тип фланца. Крепление с трубами осуществляется с помощью одного углового шва на внешней стороне фланца.
• Свободная модель. Отличается плоской поверхностью, используется только вместе с заглушкой.
• Заглушка — фланец в форме диска.
• Резьбовая деталь. Соединяется с трубой путем навинчивания.
• Глухой фланец. Выделяется конструкцией — отсутствием центрального отверстия. Нужен для того, чтобы глушить или уплотнять трубопровод (труба), клапан/сосуд под давлением и для блокировки потока жидкости.

Выше предложены наиболее распространенные типы и их названия, но также могут встречаться варианты названия: прижимной, опорный, лофт, обжимной, ответный или обратный. Фланцевые соединения на основе плоских фланцев в работе более хрупкие, нежели сочетания, выполненные с помощью фланцев с приваренной горловиной (при аналогичных условиях эксплуатации). В дополнение к этим стандартным типам есть еще специальные:

• Велдофланец. Является комбинацией фланцевого продукта и приваренной горловины с велдолетом. Производство велдофланцев базируется на единственном куске твердой кованой стали.
• Нипофланец. Это конструкция, для изготовления которой фланец соединяют с приваренной горловиной с кованым ниппелем.
• Элбофланец — напоминает комбинацию фланца с элболетом.
• Латрофланец комбинация фланца с латролетом.
• Поворотный фланец. Помогают облегчить процесс выравнивания отверстия под болт между двумя сопряженными фланцами. Часто актуальны для нефтяной промышленности, газовой, углеводородов, воды и т.д.
• Фланец расширения. Это фланец с приварной горловиной с большим отверстием на конце без фланца. С его помощью можно увеличить проходное отверстие трубы от одной точки к другой, или чтобы соединить трубы и иные механические устройства.
• Фланец уменьшения или уменьшающий. Нужен, чтобы уменьшить диаметр трубопровода (трубы).

Фланцевый крепеж

Крепеж является совокупностью деталей, задача которых создать неподвижное соединение элементов машин и конструкций. В качестве соединений зачастую пользуются: болтами, винтами, шпильками, гайками, шурупами, глухарями, шплинтами, шайбами, заклепками, штифтами и многим другим.

В качестве крепежных соединений принято подразделять их на такие основные группы:

1. Общепромышленного типа крепежи. Повсеместно используемый в промышленности и народном хозяйстве. Специализированные характеристики отсутствуют.
2. Крепежи специального назначения. Используются для узкоспециализированных задач и ниш применения.

Фланцевый крепеж первостепенно выполняет функцию соединения трубопроводных элементов (труб, кранов). Помимо фланца включают еще болты или шпильки, гайки, шайбы. Основные параметры фланцевых крепежей, на которые стоит обратить внимание:

1. Рабочий параметр давления
2. Рабочий температурный диапазон
3. Среда, где будет задействован фланец
4. Размеры «под ключ» должны быть равны диаметру вписанной окружности.
5. Замер нужной резьбы
6. Шаг резьбы расстояние между двумя соседними вершинами резьбы.
7. Замеры длины: болта, шпильки, резьбового конца
8. Покрытие готового товара

Варианты исполнения и производство фланцев

Фланцы изготавливаются таким образом: осуществляется разогревание плоской полосы стали требуемой толщины, после чего путем изгибания ей придается форма и диаметр, соответствующие требуемым характеристикам будущего фланца. Осуществляется сваривание шва и снабжение готовых фланцев патрубком для подсоединения с трубопроводом. Также они могут быть не только стандартные, но и изготавливаться по нужным параметрам, размерам, чертежам заказчика.

Насколько надежным и качественным будет присоединение зависит не только от выбранного изделия, но и от прокладки. Для фланцевых конструкций применяются мягкие прокладки, полуметаллические или неметаллические, либо полностью изготовленные из металла.

При помощи резины, паронита или легкоплавного уплотнителя используется подвижное или неподвижное уплотнение для фланцевых разъемов. Плоскую деталь сначала герметизируют с применением мягкого металла или гофрированной прокладки с мягкой обивкой.

Материалы используемые для изготовления

Фланцевые крепления могут быть выполнены из разного формата стали. Популярные фланцы чугунные литого производства, используется для них серый или ковкий чугун. Обычно чугунные фланцы необходимы в трубопроводной арматуре литого формата. Стальные фланцы могут быть использованы для соединения труб из разного материала. Стали для фланцев разные, в зависимости от назначения детали. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье ниже. Среди материалов для фланца можно также встретить полипропилен, алюминий, пластик.

Применение фланцев

Фланцы служат для подсоединения конкретного участка трубопровода к различным устройствам, другим трубам, емкостям, теплообменникам, вытяжкам и другим. Ниша применения данного изделия очень широка, поэтому их можно встретить повсюду. Можно выделить несколько областей применения, они часто востребованы:

• в сборке центральных, городских трубопроводов;
• при сборке газопровода;
• в монтаже бытового типа системы водоснабжения;
• при установке теплотрасс;
• в процессе сборки промышленного вида систем и коммуникаций.

Фланцы могут служить соединяющими элементами труб, валов, фитингов или корпусных деталей. Фланец универсальный вариант изделия, который в комбинации с другой деталью способен обеспечить максимальную герметичность.

Преимущества и недостатки фланцев

Рассмотрим основные преимущества и недостатки фланцев над другими типами крепления. Преимущества:

1. Простота монтажа и возможность повторного использования — можно легко разобрать и переставить.
2. Монтаж прост, стыки при наличии прокладок герметичны.
3. Широкий диапазон температур и других условий эксплуатации. Их эксплуатация возможна при температурах от от 70 до + 450°C.
4. Фланцами можно соединять трубы из разного материала, подключать аппаратуру.
5. Износостойкость. Фланцы устойчивы к воздействию коррозии, механическому воздействию и агрессивному воздействию транспортируемой среды.
6. Стандарт изготовления фланцев гарантирует, что типы и размеры фланцев всегда будут соответствовать производимым деталям.
7. Способность выдерживать давление от 10 до 40 бар.
8. Срок эксплуатации достигает от 25 до 40 лет;

К недостаткам можно отнести стоимость изделия, а также необходимость навыков для качественной установки изделий.

Стандарты, ГОСТ и маркировка

В маркировке фланцев имеется информация виде исполнения, диаметре трубы, максимально возможное давление, марка стали, присвоенный номер стандарту. Важно подбирать фланцы в соответствии со стандартами. Как правило, это: ANSI/ASME (американские), DIN (немецкие), ГОСТ (российские). В последнее время на международный рынок стараются прорваться производители из Китая. Фланцы стандарта ISO приобретаются как в Европе, так и в Китае. Необходимо сначала ознакомиться с техническими характеристиками продукции, сделать сравнение цен. В данной сфере даже неизвестные компании могут составить достойную конкуренцию компаниям с заработанным именем. Каждый деталь имеет определенные преимущества и недостатки.

Фланцевые крепежи подбираются в соответствии с такими нормами: ГОСТ 20700-75; ГОСТ 12816-80; ГОСТ 9064-75; ГОСТ 9066-75; ПБ 10-115-96; ПБ-03-75-94; ОСТ 26-2043-91; ОСТ 26-2037-96; ОСТ 26-2038-96; ОСТ 26-2039-96; ОСТ 26-2040-96; ОСТ 26-2041-96. существует и другая документация, которая контролирует допустимое применение крепежного элемента в зависимости от цели применения.

Фланцы, которые изготовлены в соответствии с правилами по ГОСТу, обеспечивают высокий уровень прочности и длительный срок эксплуатации даже при наличии сложных комбинаций. Это дает возможность использовать изделия в различных промышленных сферах.

Критерии подбора фланцев

Чтобы сделать правильный выбор в сторону определенного стального крепления, необходимо учитывать определенные факторы. Стальные изделия для труб могут быть плоские, воротниковые и т.д. Поэтому перед тем, как принять окончательное решение, нужно учитывать следующие параметры:

• температура и давление, при которых будет использоваться изделие;
• характерные особенности рабочей среды. Так, например, это может быть трубопровод для нефти или газа;
• внешняя среда.

Кроме данных факторов, подбор крепления предполагает учет иных аспекты. В первую очередь это марка стали, которая использовалась для производства крепежа. Как правило, в учет берутся самые популярные марки и на основании этого подбираются определенные рекомендации по комплектации:

1. Имеются определенные ограничения по выбору крепежного элемента для фланцевого соединения. При давлении до 25 кгс/см² возможна установка болта или шпильки. Свыше данного показателя использовать болт запрещено.
2. Для фланцев существует целый перечень материалов для комплектации. Так, например, если производство пары крепежа гайка-шпилька осуществляется из одинаковой марки, твердость должна быть больше на 20 единиц. В противном случае есть риск появления избыточного давления, что может вызвать неполадки. Изготовление шпильки посредством накатки резьбы предусматривает производство пары из материала в соответствии с ГОСТом 20700-75.

После того, как окончательный выбор фланца и материала прокладки сделан, подготавливается эскиз, разрабатывается конкретные размеры в соответствии с существующими нормативами.

При расчетах, нужно решить несколько задач: конструкция должна получиться надежной, герметичной и прочной.

Советы от мастеров

Есть несколько важных нюансов, которые необходимо учесть. Мы отобрали полезные рекомендации опытный мастеров. Рекомендации по работе с фланцами:

• Когда деталь имеет 4 отверстия, то затягивать соединения (к примеру, болты) следует накрест.
• Поверхностную часть стального крепежа нужно обязательно обезжиривать перед работой, заранее проверять на коррозию и ржавчину.
• Лучше используйте новые уплотнительные прокладки и размещайте кольцо строго в центре.
• При установке уплотнения в трубы убедитесь, что оно надежно закреплено и не повреждено. Легкая смазка способствует тому, что уплотнение ляжет в потай.
• Затягивать метиз следует с равномерной силой только так достигается надежность и герметичность фланцевого соединения.

Снять стальные фланцы можно, но это сделать вручную довольно сложно, поэтому часто используются пневматические инструменты. В компаниях для этого есть специальной станок, который поможет расточить или разжать метиз.

Заказать стальные товары любой категории можно в каталоге на нашем сайте. Стоимость в каталоге указана в руб за шт или метр. В ассортименте товаров вы найдете: хомуты, краны, металлическая труба, отводы, стальные кольца, фланцы (воротниковые, плоские и т.д.) и многие другие продукты из стали. Доставка осуществляется по всей территории РФ. При оптовом заказе предлагаем скидки в зависимости от объема партии. Узнать точную цену на опт можно у менеджеров.

Фланец виды, размеры и маркировка фланцев и их чертежи

Согласно справочнику терминологии, фланец – это плоская деталь с отверстиями, выступающая соединительной частью труб. В отверстия детали крепятся шпильки, болты и другие крепежи, помогающие зафиксировать ее на трубопроводе. Размеры фланцев соответствуют диаметру определенной трубы, поэтому зачастую производитель заранее оснащает трубу таким элементом.

Разновидность фланцаф

Главное требование к соединению труб – герметичность: этот критерий как раз обеспечивает фланец. Он надежно стягивает детали, наделяет соединение надежностью, прочностью, возможностью использования в широком температурном диапазоне. Если осуществлять своевременное техническое обслуживание, фланцевое соединение прослужит долгие годы. Данный вид детали изготавливается согласно ГОСТ, поэтому к нему предъявляют особые требования.

Фланец исполнения 9

Соединительный элемент с пазом под уплотнитель из фторопласта изготавливают по нормам ГОСТ 22512-77. Документация регламентирует размеры, вес, технические требования:

Читайте также: Сшитый полиэтилен Рехау: особенности, характеристики, монтаж за 6 шагов

• рабочее давление: не более 6,4 МПа.
• условный проход: до 300 мм;
• диаметр кольцевой выемки: от 18 до 500 мм.

Материал прокладки прочный и эластичный. Устройства предназначены для работы с высокоагрессивными потоками. Монтируют арматуру методом сварки, исключая течь транспортируемых веществ.

Конструктивные особенности фланцев

На сегодня фланцевое соединение труб является одним из самых популярных и простых соединений, позволяющих быстро и надежно состыковать детали. Это обусловлено конструктивными особенностями:

• круглая (редко квадратная) форма;
• наличие маленьких отверстий по всему периметру;
• плоская конструкция;
• наличие центрального основного отверстия.

Пример чертежа
Деталь пользуется спросом при сборке трубопровода из-за простоты и скорости работы. Пользователю необходимо вставить фланец на трубу нужного диаметра, после чего прикрутить к такому же приспособлению на другой трубе, если осуществляется состыковка двух деталей. Зачастую производители труб уже оборудуют изделие фланцем на конце, что упрощает работу. Ремонт фланцев требуется тогда, когда на поверхности присутствуют дефекты или нарушена герметизация стыка.

Таблицы фланцев

Таблица размеров фланцев воротниковых ГОСТ 12821-80

Таблица размеров и веса фланцев плоских приварных ГОСТ 12820-80

DoD2DzdzDwdoКол-во отверстийВес,

Таблица размеров и диаметров фланцев прижимных

DoD2DzdzDwdoКол-во отверстийВес,

Наша компания реализует различные типы фланцев с доставкой по СПб, Ленобласти и в другие регионы. С ассортиментом продукции можно ознакомиться в специальном разделе. Для получения более подробной информации свяжитесь с менеджером компании по телефону +7 (812) 458-84-02(03).

Читайте также: Внутренняя и двусторонняя антикоррозийная изоляция

Где применяют фланцы?

Данный тип применяется для сборки трубопровода, монтаж любого фланца происходит только при наличии трубы соответствующего диаметра. Можно выделить несколько областей применения детали:

• сборка гражданских центральных трубопроводов;
• сборка газопроводов;
• монтаж бытовых систем водоснабжения;
• установка теплотрасс;
• сборка промышленных систем и коммуникаций.

Фланцевое соединение
Данные детали могут быть элементами трубы, вала, фитинга или корпусной детали. Это универсальное изделие, которое при соединении с другой деталью способно обеспечить герметичность. Элемент выдерживает высокую температуру и давление, поэтому данный вид крепления можно использовать в газопроводах и водопроводах. Параметры, по которым подбирают – размеры, форма уплотнительной поверхности, а также способ крепления.

Накидной фланец

Установленная прочность такого типа фланца под воздействием давления, находящегося внутри изделия, равняется двум третьим от показателя прочности изделия, имеющего приварную горловину (воротник). Продолжительность службы накидного продукта также значительно меньше воротникового.

Состыковка труб происходит в двух сварных швах, расположенных по углам на наружной поверхности, а также на внутренней поверхности изделия.

Между концом трубы и внешним концом фланца имеется трехмиллиметровое расстояние. Оно не допускает повреждение поверхности изделия в момент проведения сварочных работ.

Основные типы фланцев

Первая классификация, по которой можно разделить все виды – конструктивная. Согласно ей, существуют такие основные типы:

1. Плоский приварной – выглядит, как металлическое кольцо с отверстиями по диаметру. Крепится к трубе за счет двух сварных швов по окружности.
2. Воротниковый – кроме отверстий по диаметру также оснащен юбкой под приварку. Простой в монтаже, так как фиксируется одним сварным швом.
3. Свободный на приварном кольце – состоит из двух элементов: фланца и кольца с одинаковым диаметром и давлением. Кольцо фиксируется на трубе при помощи сварки, а фланец остается свободным, что обеспечивает удобство монтажа.

Разновидности изделий из стали
Указанные типы фланцев применяются для стыковки трубопроводной арматуры и оборудования. Конкретнее определить область, где применяется деталь, поможет материал ее изготовления.

Резьбовой фланец

Данный продукт предназначен для специфических обстоятельств. Его главное достоинство заключается в том, что его можно зафиксировать на трубе без применения сварочных работ. В некоторых случаях сварка применяется в комплекте с нарезным соединением.

Рекомендуем: Виды арматуры

Эти типы фланцев довольно часто применяются в трубах с небольшими размерами. Однако данное изделие не годится для трубопроводов, выполненных из тонких труб, поскольку их тонкие стенки нет возможности оснастить резьбой.

Из чего производят деталь?

В промышленности используются стальные фланцы, однако сталь, из которой изготавливают деталь, также бывает разной. Маркировка стальных фланцев будет определять, в каких условиях лучше использовать данную деталь:

1. Сталь 20 – самое применяемое сырье. Это углеродистая сталь, детали из нее применяются для сборки арматуры на магистралях, где внешняя температура не ниже –40 градусов, а внутренние показатели не выше +475 градусов.
2. Сталь 09г2с – сталь из сплавов никеля, хрома и молибдена, предназначенная для осуществления сварки. Изделия из данного материала могут эксплуатироваться при внешней температуре от –70 градусов.
3. 12Х18Н10Т – криогенная сталь. Детали из данного материала могут использоваться в агрессивной среде, например со щелочами и кислотами. Допустимая температура от – 196 градусов до +350 градусов.
4. 10Х17Н13М2Т – коррозийно-стойкая обыкновенная сталь. Крепления из нее эксплуатируются в особо экстремальных условиях, ведь она сохраняет стойкость к коррозии под напряжением. Рабочие температуры от -196 до +600 градусов.
5. 15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье. Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов. К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

Читайте также: Муфты термоусаживаемые для изоляции стыков труб ППУ

Кроме стали и пропилена используют чугун двух видов – ковкий и серый. Детали из ковкого чугуна используются при рабочих температурах от -30 до +400 градусов, а из серого чугуна – при температуре от -15 до +300 градусов.

Свободно вращающийся фланец

Фланец, способный свободно вращаться, обладает размерами идентичными с прочими фланцами. Но у него отсутствует выпуклая поверхность. Благодаря этому все другие фланцы принято применять в комплекте с этой моделью.

Они отличаются от накидных фланцев размером радиуса стыка, расположенного на внешней стенке изделия и радиуса отверстий, предназначенных для фиксации элементов фланца, не имеющего буртика.

Их возможности держать требуемый показатель давления не слишком мощные, а срок эксплуатации в десять раз меньше этого показателя воротникового продукта.

Фланцы способны беспрепятственно двигаться вдоль трубы. Их не требуется приваривать или фиксировать каким-либо приемом. Давление, имеющееся в стыках болтов, отправляется на специальную прокладочную систему под давлением изделия.

Такой вид фланца обладает некоторыми достоинствами. Его способность свободно перемещаться вдоль трубы упрощает устройство выемок, предназначенных для болтов.

Невозможность взаимодействия с жидкими веществами в трубопроводе дает возможность применять этот бюджетный фланец, сделанный из качественной стали с добавлением углерода в дуэте с коррозийноустойчивыми трубами.

Классы давления фланцев

Детали, изготавливаемые согласно стандартам Asme (Asni) всегда характеризуются рядом параметров. Одним из таких параметров является номинальное давление. При этом диаметр изделия должен соответствовать его давлению согласно установленным образцам. Условный диаметр обозначается комбинацией букв «ДУ» или «DN», после чего стоит цифра, характеризующая сам диаметр. Условное давление измеряется в «РУ» или «PN».

Чертеж фланца с различными обозначениями

Классы давления американской системы соответствуют переводу в МПа:

• 150 psi — 1,03 МПа;
• 300 psi — 2,07 МПа;
• 400 psi — 2,76 МПа;
• 600 psi — 4,14 МПа;
• 900 psi — 6,21 МПа;
• 1500 psi — 10,34 МПа;
• 2000 psi — 13,79 МПа;
• 3000 psi — 20,68 МПа.

В переводе с МПа каждый класс будет указывать на давление фланца в кгс/см². От класса давления зависит, где будет использоваться выбранная деталь.

Фланец исполнения 3

Изделия третьего исполнения с впадиной содержат углубления, предназначенные для присоединения дисков, обладающих первой и второй формой геометрии поверхностей.

Глубина вытачки не превышает высоту выступающей части ответного фланца. Такая конструкция позволяет избежать трения металла и/или металлического уплотнителя при затягивании крепежных единиц.

Устройства применяют при транспортировке потоков разной степени агрессивности, в системах, работающих при давлении не более 20 МПа. Температура рабочих жидкостей во время эксплуатации должна находиться в пределах от -253 до +600⁰C.

Типы поверхностей

Данный вид соединительного крепежа можно также поделить согласно типу поверхности уплотнения. Они бывают:

• A – плоскость;
• B – соединительный выступ;
• F – впадина;
• E – выступ;
• D, M – паз;
• С, L – шип;
• K – для линзовой прокладки;
• J – для прокладки овального сечения.

Типы исполнения поверхностей
Данные виды ГОСТ были приняты недавно, при этом отмечается, что тип поверхности С, L, а также E выпускаются только по требованию заказчика и не являются штампованными.

Фланец исполнения 6

Трубодетали под линзовую прокладку производят по предписаниям отраслевых стандартов, устанавливающих наружный диаметр, условный проход, массу, другие требования.

Сферическая форма и скошенные углы уплотнителя при стягивании болтов (шпилек) трансформируются в плоскую полоску. Она способна самоуплотняться в результате давления, возникающего после обжатия.

Жесткие и компенсирующие линзы применяют в сферах промышленности:

• химической;
• нефтехимической.

Высота выступа

Если взглянуть на чертеж стального фланца, то он имеет несколько параметров, в том числе и высоту выступа. Она обозначается буквами H и B, измерить ее можно во всех типах изделий, кроме того, который имеет нахлесточное соединение. Следует запомнить следующее:

• модели с классом давления 150 и 300 будут иметь высоту выступа 1,6 мм;
• модели с классом давления 400, 600,900,1500 и 2000 имеют высоту выступа 6,4 мм.

С выступом и впадиной
В первом случае поставщиками и производителями деталей учитывается поверхность выступа, во втором случае поверхность выступа не входит в указанный параметр. В брошюрах к деталям эти показатели могут указываться в дюймах, где 1,6 мм это 1/16 дюйма, а 6,4 мм – ¼ дюйма.

Фланец исполнения 2

Чертежи, размеры стыковочных поверхностей трубодеталей второго типа устанавливают отраслевые стандарты. В соответствии с нормами ГОСТ арматура располагает выступом, на который укладывают металлические или неметаллические прокладочные материалы, повышающие плотность прижатия элементов. Выпуклость возвышается над местом, предназначенным для болтового крепления.

Стальные детали бывают плоскими и приварными встык. Они позволяют концентрировать большее давление на меньшую площадь уплотнителя, повышая предельную нагрузку соединения.

Величины, определяющие высоту деталей, указаны в проектно-нормативной документации и зависят от диаметра.

Читайте также: Запорный проходной вентиль-клапан в г. Москва

Геометрия и удельный вес изделий

Важным параметром, определяющим геометрию, является условный проход изделий. Как уже отмечалось, он обозначается буквами «ДУ» и имеет показатели от 10 до 200. Это касается выбора необходимой детали: когда пользователь знает Ду, все остальные габариты приписываются фланцу автоматически. Например, у модели Ду 50 высота отступа будет равна 57-59; Ду 80 этот показатель составляет 89-91, а Ду 100 – 108-110, где первая цифра говорит о внутреннем диаметре трубы или патрубка, а вторая – о внешнем диаметре.

Чертеж плоского фланца

Еще один важный показатель – вес фланцев. Он зависит не только от объемов, размеров и высоты, но и от его геометрии, материала изготовления. Стоит привести пример: фланец по ГОСТ 12820-80 с Ду 100 плоского типа имеет вес 2,85 кг, тогда как фланец такого же диаметра, но воротникового типа по ГОСТ 12821-80 имеет вес 4,4 кг. Из этого следует, что воротниковые фланцы имеют большую массу, чем плоские детали.

Типы фланцевых конструкций

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

Рис. 2 Типы фланцевых соединений

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

По ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.

По ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык.

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

Таблица 1. Варианты исполнения фланцевых соединений.

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

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

Рис. 3. Плоский приварной фланец

Рис. 4. Плоский приварной фланец с защитным кольцом

1.2 Фланцы воротниковые имеют несколько конструктивных разновидностей.

Фланцы приварные воротниковые обладают более высокой жесткостью и прочностью. Они применяются при давлениях до 20 МПа.

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

Рис. 5. Фланец приварной с шейкой

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

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

Рис. 6 – Фланец, сваренный из двух частей

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

Рис. 7 – Фланец, защищенный накладками из кислотостойкой стали

1 – кислотостойкая сталь; 2 – углеродистая сталь

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

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

Рис. 8 – Фланец свободный на отбортовке

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

Рис. 9 – Фланец на утолщении (бурте)

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

Рис. 10 – Фланец на резьбе

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

Они выполняются в двух вариантах:

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

Рис. 11 – Фланец разъемный из двух частей

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

Рис. 12 – Фланец с разъемным кольцом

1 – кольцо из двух половин

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

Рис. 12 – Фланец со стяжной скобой

Читайте также: Кровать из профильной трубы своими руками, чертежи каркаса

Как производится фланцевое соединение?

Когда необходимо соединить две детали трубопровода используется приварка стального фланца к трубе. Такая фиксация называется фланцевым соединением и в будущем дает возможность разобрать трубопровод, чтобы выполнить ремонт. Чтобы понять, как происходит сборка, необходимо подробно рассмотреть процесс:

1. Для состыковки двух элементов применяются плоские детали, имеющие в центре отверстие, куда вставляется торец трубы.
2. По периметру кольца размещены отверстия – в них вставляются крепежные элементы: болты или шпильки с гайками.
3. Место соединение будет разъемным, чтобы оно было герметичным используют уплотнительные прокладки. Фланцевое соединение призвано стыковать две трубы или присоединять трубу к емкости, оснащенной вводящим патрубком с фланцем.

Наглядный пример фланцевого соединения
Фланец можно сделать своими руками – такая деталь отлично подойдет на точило для станка по заточке предметов.

Инструменты для производства соединения

Чтобы самостоятельно осуществить соединение двух деталей трубы, необходимо подготовить инструменты. В основном это оборудование, предназначенное для закручивания болтовых соединений по окружности фланцев:

• ручной ключ;
• накидной ключ;
• пневматический гаечный ударный ключ;
• гидравлический динамометрический ключ;
• болтовой натяжитель гидравлического типа.

Состыковка на трубах
Кроме этого потребуется специальная смазка, которая наносится на обе поверхности, чтобы избежать трения деталей и обеспечить легкость крутящего момента. Последовательность работы проста: сначала закручивают первый болт, потом переходят к закрутке того, который находится по диагонали на 180 градусов от первого. Далее переходят к болту, расположенному под углом 90 градусов от второго, а от него – к противоположному.

Советы от мастеров

Существует ряд полезных рекомендаций от профессиональных мастеров, которые помогут с первого раза справиться с фланцевым соединением:

1. Если детали имеют по 4 отверстия, то затягивать болты необходимо накрест.
2. Поверхностную часть конструкции необходимо обязательно обезжирить и проверить на предмет коррозии и ржавчины.
3. Рекомендуется использовать только новые уплотнительные прокладки, при этом устанавливать их нужно строго по центру.
4. Сила затяжки болтов должна быть равномерной – только так можно обеспечить надежное и герметичное фланцевое соединение.

Соединенные трубы с фланцами
Чтобы в будущем снять фланец используются специальные станки, которые помогают расточить его и разжать болты. Извлечь детали вручную затруднительно, поэтому применяются пневматические инструменты.

Соединение труб с помощью фланцев является удобным и надежным видом состыковки двух деталей. Оно помогает в будущем осуществить ремонт трубопровода путем изъятия соединительных элементов, тогда как сварка не позволит осуществить данную процедуру. Подбирается он в точном соответствии с условиями работы, температурой и диаметром трубы.

Раструбный фланец

Сначала раструбный фланец был адресован малогабаритным трубам, внутри которых имелось высокое давление. Статистическая прочность подобных изделий равна идентичным показателям накидных фланцев. Зато они способны прослужить в два раза дольше, чем накидные изделия.

Раструбный фланец соединяется с трубой посредством шва с одним углом, расположенным на наружной поверхности фланца. Чтобы осуществить сварку, необходимо заранее сформировать пространство, отделяющее фланец от трубы.

Рекомендуем: Нержавеющая лента: виды, применение

Минусом раструбного вида фланца считается высокая степень вероятности разрыва. В изделиях, подверженных коррозийным процессам, например, в трубах, выполненных из нержавейки, зазоры, разделяющие трубу и фланец, способны спровоцировать появление коррозии. При некоторых работах применение данного вида фланца также не разрешается.

Стали, используемые при производстве изделий

При выпуске фланцевых элементов используется.

• Сталь 20. Материал для продукции широкого назначения. Сырье отличается доступной стоимостью и простотой обработки.
• Сталь 09Г2С. Данный тип металла оптимален для сварки. Он устойчив к коррозии, обладает высокой механической прочностью.
• 12Х18Н10Т. Продукция с повышенным содержанием никеля и хрома. Сталь невосприимчива к температурным перепадам, применяется на ответственных и опасных объектах.
• 15Х5М. Жаропрочная сталь с малым содержанием легирующих элементов. Достоинства сырья — значительный эксплуатационный ресурс и стойкость к окислению.

Представленные марки являются традиционными. При изготовлении нетиповых изделий может использоваться иная сталь.

Виды фланцев

Наиболее используемые типы фланцев в нефтяной и химической промышленности:

• Воротниковый фланец
• Сквозной фланец
• Раструбный фланец
• Свободный фланец
• Резьбовой фланец
• Глухой фланец

Все типы, кроме свободного фланца, имеют поверхность с соединительным выступом.

Специальные фланцы

Кроме наиболее часто используемых стандартных фланцев, существует ряд специальных фланцев, таких как:

• Выпускной фланец
• Фланец с длинной приварной горловиной
• Велдофланец/Нипофланец
• Расширяющий фланец
• Переходной фланец

Литейные сплавы для производства деталей трубопроводов

Технологичность литейных сплавов определяется совокупностью характеристик, отражающих склонность сплавов к образованию тех или иных дефектов в отливках, а так же однородностью состава сплава и определенным кристаллическим строением отливки фланца.

Литейными свойствами сплавов называются технологические характеристики, которые непосредственно влияют на качество отливок, например, отливок фланцев. Эти свойства определяют возможность при регламентируемых параметрах получать бездефектные отливки различными способами литья с заданной конфигурацией, необходимыми точностью размеров и шероховатостью поверхности. Заготовки воротниковых фланцев, полученные методом электрошлакового литья, отличаются приближенными к готовому изделию геометрическими размерами заготовки, а так же шероховатостью поверхности воротниковой части фланца, которая зачастую не требует дальнейшей механической обработки.

Литейные сплавы, в отличие от деформируемых, должны обладать комплексом литейных свойств:

• хорошей жидкотекучестью, особенно при изготовлении тонкостенных отливов;
• небольшой объемной усадкой в жидком состоянии, особенно при изготовлении массивных отливок фланцев больших условных диаметров;
• малой линейной усадкой при затвердевании и в твердом состоянии, особенно для отливок фланцев с затрудненной усадкой, склонных к образованию трещин. При изготовлении отливок фланцев на центробежной машине появление трещин при усадке по внутреннему диаметру является негативным фактором, ведущим к дополнительному расходу металла;
• минимальной ликвацией;
• малой склонностью к растворению газов.

Отливки фланцев изготавливаются из сплавов на основе стали, цветных и тугоплавких металлов. Мы рассмотрим сплавы, нашедшие наибольшее применение для производства фланцев.

Стали для литья фланцев

Литейные стали, используемые для производства фланцев: 15Х5М, 13ХФА, 20С, 20А, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, ВТ 1-0, 09ГСФ, 15Х1М1Ф, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 3, 10, 20, 09Г2С, 120ФА, 18ХГТ, 30Х13, 10Г2, 12Х1МФ, 17Г1С, 30ХГСА, 35ХГСЛ, 5Х18Н12С4ТЮ, 06ХН28МДТ и др.

В ГОСТ 977-88 «Отливки стальные» предусмотрены следующие группы литейных сталей:

1. конструкционные нелегированные: 15Л-60Л;
2. конструкционные легированные: 20ГЛ, 20ГСЛ, 30ХГСФЛ и другие;
3. легированные со специальными свойствами:
   -мартенсивного класса 20Х13Л (коррозионностойкие); 15Х5М (жаростойкие); 20Х12ВНМФЛ (жаропрочные) ; быстрорежущие
4. -мартенситно-ферритного класса 15Х13Л (коррозионно-стойкие);
5. -ферритного класса 15Х25ТЛ (коррозионно-стойкая);
6. -аустенитно-мартенситного класса 08Х15Н4ДМЛ (коррозионно-стойкие);
7. -аустенитно-ферритного класса 10Х18Н3Г3Д2Л (коррозионностойкие), 20х20н14с2Л (жаростойкая);
8. -аустенитного класса 10х18Н9Л, 12Х18Н10ТЛ, 08Х18Н10ТЛ, 10Х17Н13М2ТЛ (коррозионностойкие).

Буква Л в конце марки сталей обозначает способ ее получения – литейная.

Примеры условного обозначения стали для отливок: 20Л ГОСТ 977-88, 12Х18Н10ТЛ ГОСТ 977-88.

Примеры условного обозначения сталей для отливок, предназначенных для фланцев, подлежащих приемке заказчика: 20Л К20 ГОСТ 977-88, 12Х18Н10Т КТ10 ГОСТ 977-88. Индексы К и КТ являются условными обозначениями категорий прочности. Следующие за ними числа показывают значения требуемого предела текучести σ0,2. Индекс К присваивается материалу в отожженном, нормализованном или отпущенном состоянии. Индекс КТ – после закалки и отпуска.

В ГОСТ 21357-87 «Отливки из хладостойкой и износостойкой стали» приводятся марки, химический состав, механические свойства и области применения хладостойких и износостойких сталей, предназначенных для изготовления литых деталей трубопроводов, работающих в условиях низких температур. В указанном ГОСТ приведены данные о 15 марках сталей, например, следующая: сталь 09Г2С ГОСТ 21357-87.

В отличие от ГОСТ 977-88, в ГОСТ 21357-87 регламентировано меньшее содержание серы и фосфора во всех сталях не более 0,020% S и 0,020% Р. Вследствие этого механические свойства указанных сталей выше.

Литейные свойства хладостойких сталей аналогичны литейным свойствам углеродистых и низколегированных сталей. Нет различий и в технологии изготовления отливок фланцев. Особенности имеют место только в технологии выплавки. Они заключаются в глубоком раскислении стали комплексными раскислителями, модифицировании редкоземельными металлами и микролегировании молибденом, а так же в применении специальной термической обработки. При этом происходит глобулиризация неметаллических включений и значительное уменьшение их содержание. Молибден оказывает гомогенизирующее воздействие на фосфор, углерод и другие элементы, содержащиеся в стали.

Литейные сплавы цветных металлов

Литейные титановые сплавы

Титан и его сплавы обладают замечательной совокупностью свойств, которые выгодно отличают их от остальных сплавов. Это высокая прочность при малой плотности. Титановые сплавы отличаются высокой химической стойкостью при температуре 300…500°C . Во влажном воздухе, морской воде и азотной кислоте они противостоят коррозии не хуже коррозионно-стойких сталей лучших марок, а в соляной кислоте – во много раз лучше. Указанные свойства титановых сплавов определяют широкое использование титановых фланцев и крепежных изделий в судостроительной, химической и других отраслях промышленности. К недостаткам титановых сплавов относятся плохая обрабатываемость резанием, более высокая стоимость получения титана по сравнению с производством стали.

Среди литейных сплавов на основе титана можно выделить: ВТ1Л; ВТ3Л; ВТ5Л; ВТ 14Л; ВТ202Л. По составу они аналогичны соответствующим деформируемым сплавам.

Материалы для фланцев

Трубные фланцы изготавливаются из различных материалов, таких как нержавеющая сталь, чугун, алюминий, латунь, бронза, пластик и т. д., Но наиболее часто используемым материалом является кованая углеродистая сталь с обработанными поверхностями.

Кроме того, фланцы, такие как фитинги и трубы, для специальных целей иногда внутренне снабжаются слоями материалов совершенно другого качества, чем сами фланцы, которые представляют собой «фланцы с накладками».

Материал фланца, в основном, задается при выборе трубы, в большинстве случаев фланец выполнен из того же материала, что и труба.

Все фланцы, обсуждаемые на этом сайте, подпадают под стандарты ASME и ASTM, если не указано иное. ASME B16.5 описывает размеры, допуски на размеры и т.д., а также ASTM — различные качества материала.

Достоинства фланцев

Фланцевые соединения обладают множеством преимуществ:

• Простота сборки. Фланцы скрепляются болтами. Их протяжка осуществляется вручную.
• Высокая герметичность. Детали плотно прилегают друг к другу. Фланцевый узел сохраняет эксплуатационные качества на протяжении всего срока службы.
• Практичность. Изделия не требуют ухода. Достаточно регулярного визуального осмотра.

Продукция используется при прокладке новых и ремонте существующих трубопроводов.

Фланцы

Предприятие-изготовитель: ООО «Лискимонтажконструкция»

Наиболее распространенным типом присоединения запорной, регулирующей арматуры, фильтров и другого технологического оборудования к трубопроводам является фланцевое соединение. Преимущества: возможность многократного монтажа и демонтажа на трубопроводе, надежность герметизации стыков и возможность их подтяжки, большая прочность и пригодность для очень широкого диапазона давлений и проходов.

Недостатки: возможность ослабления затяжки и потеря герметичности со временем, значительная трудоемкость сборки и разборки, большие размеры и вес, особенно с ростом давления и условного прохода.

Фланцевые соединения трубопроводов и арматуры на условные давления от PN 1 до PN 200 стандартизированы ГОСТ 54432-2011.

Фланцы, применяемые для присоединения к газопроводам арматуры, оборудования и приборов, должны соответствовать ГОСТ 54432-2011.

Рис. 1.1. Типы фланцев

Примечание. Фланцы типа 21 являются элементом арматуры, оборудования или соединительных частей трубопроводов и отдельно не изготавливаются.

Типы фланцев приведены на рис. 1.1, а исполнение уплотнительных поверхностей на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Исполнения уплотнительных поверхностей

Примечание. Уплотнительные поверхности исполнений L и M используют под фторопластовые прокладки.

Применяемость фланцев номинального диаметра DN в зависимости от номинального давления PN для каждого типа фланцев приведена в таб. 1.1

Таблица 1.1. Применяемость фланцев

Тип 04. Фланцы стальные свободные на отбортовке и на хомуте под приварку

На рис. 1.3 и в таб. 1.2 приведены размеры уплотнительной поверхности фланцев в зависимости от исполнения.

Рис. 1.3. Размеры уплотнительных поверхностей фланцев на номинальное давление PN 10, PN 16, PN 25

Таблица 1.2. Размеры уплотнительных поверхностей фланцев на номинальное давление PN1, PN2,5, PN6, PN10, PN16, PN25 по ГОСТ 54432-2011

Рис. 1.4. Стальной плоский приварной фланец (тип 01) и схема монтажа. Рис. 1.5. Фланец стальной свободный на приварном кольце (тип 02) и схема монтажа

Рис. 1.6. Cтальные свободные фланцы (типы 03 и 04) схема монтажа. Рис. 1.7. Фланец стальной приварной (тип 11)

Рис. 1.8. Литой стальной фланец корпуса арматуры

Таблица 1.3. Размеры плоских приварных стальных фланцев, тип 01 по ГОСТ 54432-2011

* Диаметр расточки задает заказчик. Примечания: 1. Размер с1 может уточняться в зависимости от технологии сварки и размера трубы. 2. Фланцы должны изготавливаться с уплотнительными поверхностями исполнений А, В, С, D, Е, F, L и М.

Таблица 1.4. Размеры стальных фланцев приварных встык, тип 11 по ГОСТ 54432-2011

* Размер задается заказчиком.

Примечание. Фланцы должны изготавливаться с уплотнительными поверхностями исполнений:

• – А, В — для фланцев на РN ≤ 63;
• – С, D, Е, F, J, К, L, М — для всех PN.

Допускается изготавливать фланцы всех исполнений (кроме фланцев по ряду 2), имеющие четыре отверстия под шпильки (болты), квадратными на номинальное давление не более PN 40. Размеры квадратных фланцев приведены на рис. 1.9 и в таб. 1.5. Перечень материалов, применяемых для изготовления фланцев приведен в таб. 1.6, расчетная масса фланцев — в таб. 1.7.

Все фланцы, кроме типа 21, должны маркироваться следующим образом:

• товарный знак завода-изготовителя;
• DN;
• PN;
• номер типа фланца;
• номер размерного ряда (1 или 2);
• исполнение уплотнительной поверхности согласно рис. 1.2;
• марка материала фланца;
• группа контроля.

Пример маркировки стального приварного встык фланца DN 50 на PN 10, тип 11, ряд 1, исполнение M, из стали 25 по группе контроля IV:

Товарный знак изготовителя — 50-10-11-1-М- Ст 25-IV.

Для фланцев с группой контроля V дополнительно маркируется заводской номер.

В таб. 1.8 и в таб. 1.9 приводятся сравнительные обозначения фланцев и исполнений уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12817-80 – ГОСТ 12822-80 и по национальному стандарту ГОСТ Р 54432-2011.

Учитывая постояное увеличение применения в России оборудования иностраного производства, габаритные чертежи фланцев по стандарту ASME/ANSI приведены на рис. 1.10, а размеры и масса фланцев — в таб. 1.10.

Рис. 1.9. Размеры квадратных фланцев, D и D1 — в соответствии с ГОСТ 54432-2011

Таблица 1.5. Размер B квадратных фланцев, мм

Таблица 1.6. Рекомендуемые материалы для изготовления фланцев

Таблица 1.7. Расчетная масса фланцев

Таблица 1.8. Структура обозначения фланцев

Рис. 1.10. Габаритные чертежи фланцев по стандарту ASME/ANSI

Таблица 1.9. Структура обозначений исполнений уплотнительных поверхностей

Таблица 1.10. Размеры и масса фланцев по стандарту ASME/ANSI, габаритные чертежи смотри на рис. 1.10

* Для фланцев приварных встык диаметр горловины примерно соответствует наружному диаметру трубы.

** Изготавливаются по специальному требованию.

*** Перевод в кг/см2 получается делением на переводной коэффициент k~15.

Подготовка фланцев для установки

Прежде чем начинать сборку фланцевого соединения необходимо проверить их на отсутствие ржавчины и механических повреждений. Поверхности очищают и обезжиривают. С резьбовой части болтов и гаек убрать заусенцы. Сделать предварительную прогонку резьбы, наворачивая гайки на болты с последующей смазкой. Вырезать и примерить прокладку. Она должна стоять по центру не перекрывая крепежные отверстия. Повторное использование старых прокладок нежелательно, но если иного выхода нет, устанавливают несколько штук бывших в употреблении.

Назначение фланцев

Соединительные элементы фланцевого типа востребованы при:

• прокладке трубопроводов горячего и холодного водоснабжения;
• сборке отопительных систем;
• прокладке газовых магистралей;
• сборке промышленных линий.

Фланцы задействуются при подключении подающего оборудования. Они устанавливаются со стороны насоса и трубопровода. Такое решение упрощает ремонт и замену установки.

Назначениеизделий прописывается в их паспорте или нормативной документации. Паспорт содержит сведения о классе фланца, его рабочих размерах и серийном номере.

Фланец и фланцевое соединение в трубопроводной арматуре

В соответствии с «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» фланцем называют элемент арматуры, служащий для ее соединения с трубопроводом или технологическим оборудованием. В большинстве случаев фланцы изготавливают в виде плоского кольца с уплотнительной поверхностью и отверстиями для крепежных деталей.

В этом же нормативном документе говорится об основных разновидностях фланцев: фланец плоский, фланец приварной встык (воротниковый), фланец резьбовой.

Фланцевая арматура

Снаряженная фланцами трубопроводная арматура носит название фланцевой арматуры, а патрубок, обеспечивающий фланцевое присоединение к трубопроводу, называется фланцевым патрубком.

Несмотря на то, что каждый из способов присоединения трубопроводной арматуры тяготеет к своему наиболее предпочтительному сочетанию условий (номинальные параметры арматуры, материалы, из которых она изготовлена, свойства рабочей среды и др.), «сферы интересов» разных типов присоединений могут пересекаться. В этом случае появляется повод говорить о технологической конкуренции различных присоединений трубопроводной арматуры. Так, например, при проектировании и сооружении трубопроводных систем для транспортировки сжиженного природного газа (СПГ) фланцевой арматуре напрямую «противостоит» приварная арматура.

Как любое другое, фланцевое соединение арматуры, наряду с безусловными преимуществами, имеет не самые сильные стороны. Но в случае фланцевой арматуры баланс между ними все-таки чаще складывается в пользу «плюсов», и именно на фланцевых соединениях останавливают свой выбор проектировщики трубопроводных систем. Это наглядно подтверждается высоким удельным весом фланцевой арматуры среди других разновидностей арматуры по присоединению к трубопроводу.

Герметичность фланцевого соединения

Важнейшее требование к любому соединению трубопроводной арматуры ─ герметичность. Разгерметизация фланцевых соединений происходит не в силу присущих им объективных недостатков, а из-за факторов сугубо субъективных ─ несвоевременного или недостаточного обслуживания. Чтобы гарантированно поддерживать герметичность на высоком уровне, необходимо периодически подтягивать фиксирующий соединение фланцев крепеж. И, конечно, не забывать менять прокладки между фланцами.

Достоинства фланцевого соединения ─ прочность, надежность, возможность многократного монтажа и демонтажа и использования в широком температурном диапазоне. Фланцам подвластны фактически любые диаметры арматуры, что убедительно доказывает опыт ведущих отечественных и зарубежных производителей. Например, компания АРМАТЭК из Санкт-Петербурга поставляет ответные фланцы к трубопроводной арматуре диаметром от10 до 1800 миллиметров.

Фланцы и ГОСТ

Впечатляющее разнообразие фланцев не превращается в хаос, напротив, оно структурировано и упорядоченно. Стандартизованы конструкции, варианты исполнения, типоразмеры фланцев, а также общие технические требования к ним, применяемые для их изготовления материалы, способы закрепления.

В настоящее время действует национальный стандарт РФ «ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250. Конструкция, размеры и общие технические требования», который заменил ранее применяемые ГОСТы:

• ГОСТ 12815-80. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей;
• ГОСТ 12816-80. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Общие технические требования;
• ГОСТ 12817-80. Фланцы литые из серого чугуна на Ру от 0,1 до 1,6 МПа (от 1 до 16 кгс/см2). Конструкция и размеры;
• ГОСТ 12818-80. Фланцы литые из ковкого чугуна на Ру от 1,6 до 4,0 МПа (от 16 до 40 кгс/см2). Конструкция и размеры;
• ГОСТ 12819-80. Фланцы литые стальные на Ру от 1,6 до 20,0 МПа (от 16 до 200 кгс/см2). Конструкция и размеры;
• ГОСТ 12820-80. Фланцы стальные плоские приварные на Pу от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры;
• ГОСТ 12821-80. Фланцы стальные приварные встык на Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Конструкция и размеры;
• ГОСТ 12822-80. Фланцы стальные свободные на приварном кольце на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры.

Типы фланцев

В ГОСТ 33259-2015 выделено шесть типов фланцев. Наименования первых четырех начинаются одинаково ─ со слов «фланец стальной плоский». Это тип 01 ─ фланец стальной плоский приварной, тип 02 ─ фланец стальной плоский свободный на приварном кольце, тип 03 ─ фланец стальной плоский свободный на отбортовке, тип 04 ─ фланец стальной плоский свободный на хомуте под приварку. Остальные ─ тип 11 ─ фланец стальной приварной встык и тип 21 ─ фланец корпуса арматуры, т. е. когда фланец является частью корпуса арматуры. Фланцы корпуса арматуры могут быть литыми стальными и литыми из чугуна ─ серого или ковкого.

Фланцы стальные плоские приварные «нанизываются» на трубу и привариваются непосредственно к ней.

Особенность свободных фланцев ─ диаметр их внутреннего отверстия больше, чем наружный диаметр трубы, и они легко проворачиваются на трубе, что существенно облегчает проведение монтажа.

Фланец стальной плоский свободный на приварном кольце помимо самого фланца включает кольцо, совпадающее с фланцем по величине условного диаметра. С помощью сварки фиксируется только кольцо, тогда как сам фланец остается свободным. Это полезно при монтаже фланцевых соединений в неудобных или труднодоступных местах, а также при необходимости их частого демонтажа и ремонтов.

Для использования фланцев стальных плоских свободных на отбортовке необходима подготовка конца трубы. Его видоизменяют для образования плоской упорной поверхности. Такие фланцы оптимальны на трубопроводах, выполненных из цветных металлов.

При монтаже фланцев стальных плоских свободных на хомуте под приварку вместо замкнутого кольца используют хомут.

Фланец стальной приварной встык присоединяется одним сварным швом, соединяющим встык торец трубы и «воротник» фланца (поэтому такие фланцы называют воротниковыми). Внутренний диаметр воротникового фланца равен диаметру трубы.

В соответствии с ГОСТ 33259-2015 для типов 01, 02, 11 и 21 существуют два ряда размеров. Ряд 1 является предпочтительным.

Исполнение уплотнительной поверхности

Важнейшим конструктивным параметром любого фланца является исполнение уплотнительной поверхности. В соответствии с вступающим в действие с 01.04.2016 г. ГОСТ 33259-2015 приняты десять исполнений с детальным указанием их размеров:

• исполнение A ─ плоскость;
• исполнение B ─ соединительный выступ (соответствует исполнению 1 здесь и далее ─ в соответствии с ГОСТ 12815-80);
• исполнение C, L ─ шип (соответствует исполнениям 4 и 8);
• исполнение D, M ─ паз (соответствует исполнениям 5 и 9);
• исполнение E ─ выступ (соответствует исполнению 2);
• исполнение F ─ впадина (соответствует исполнению 3);
• исполнение J ─ под прокладку овального сечения (соответствует исполнению 7);
• исполнение K ─ под линзовую прокладку (соответствует исполнениям 6 и 8).

Исполнения C, L и E допускается применять только по требованию заказчика.

Из всех форм фланцев…

…оптимальной является круглая. Фланцы другой формы встречаются гораздо реже.

Хотя нормативы допускают изготовление квадратных фланцев всех исполнений за исключением фланцев размерного ряда 2, имеющих четыре отверстия под шпильки (болты) на номинальное давление не более PN 40.

Кстати, в отверстиях фланцев под крепежные детали допускается нарезка резьбы.

Материалы и технология изготовления фланцев

Для изготовления стальных и чугунных фланцев используются:

• сталь ─ углеродистая, низколегированная, теплоустойчивая, коррозионно-стойкая;
• литье ─ из легированной, высоколегированной и нелегированной стали;
• серый чугун ─ СЧ 15, СЧ 20;
• ковкий чугун ─ КЧ 30-6;
• высокопрочный чугун ─ ВЧ 40, ВЧ 45.

Технология изготовления фланцев должна обеспечивать неукоснительное соблюдение их геометрических размеров и механических свойств.

Фланцы типов 01, 02, 03, 04 допустимо изготавливать из листового проката. При условии выполнения сварных швов с полным проваром по всему сечению фланцы этих типов можно выполнять сварными. Фланцы типа 11 (стальные приварные встык) изготавливать из листового проката не допускается. Их производят из поковок или штампованных заготовок.

Фланцы, изготовленные горячей обработкой металлов давлением ─ ковкой, прокаткой, штамповкой, ─ в максимально полной степени соответствуют современным требованиям эксплуатации. Особенно хорошие результаты приносит изготовление фланцев с использованием горячей штамповки и последующей термической обработкой. Горячештампованные поковки на сегодняшний день являются основным видом заготовок для фланцев трубопроводной арматуры. Особенно эта технология актуальна при изготовлении фланцев стальных приварных встык.

Будучи в меньшей степени подверженными деформациям, чугунные фланцы лучше стальных фланцев сохраняют форму, но требуют более бережного обращения, учитывая относительную хрупкость. Так, затяжку фланцевых соединений чугунной арматуры необходимо выполнять с осторожностью, чтобы излишнее рвение не привело к излому фланца.

Крепежные детали

Роль крепежа во фланцевых соединениях нельзя недооценивать. Болтам или шпилькам приходится «держать удар» механических нагрузок, стремящихся разорвать соединение. Крепежные детали (болты, шпильки, гайки) обычно изготавливают из того же или близкого по свойствам материала, что и сами фланцы. Избегая значительной разницы коэффициентов линейного расширения, удается обеспечить важную в процессе эксплуатации синхронность реакции фланца и крепежных деталей на изменения температуры.

Отверстия под крепежные детали во фланцах трубопроводной арматуры должны быть расположены симметрично по отношению к обеим ─ вертикальной и горизонтальной ─ главным осям. Но только не на них самих.

Чтобы сберечь время, затрачиваемое на подбор, и сократить расходы на доставку необходимого крепежа, его удобно заказать в комплекте с фланцами в одной компании. Это, кроме того, послужит гарантией их полной совместимости. Такую возможность получают заказчики, обратившиеся в компанию АРМАТЭК. Здесь также помогут укомплектовать фланцы межфланцевыми прокладками из различных материалов. Ведь от их свойств и качеств в значительной степени зависит герметичность фланцевого соединения.

Прокладки фланцевых соединений

Материал прокладки должен соответствовать условиям ее эксплуатации с учетом параметров (давление, состав, температура) рабочей и окружающей среды.

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

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

Фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений K и J применяют с линзовыми прокладками, а также прокладками овального и восьмиугольного сечения. А фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений L и M ─ с прокладками на основе фторопласта-4.

Важный параметр фланцевого соединения трубопроводной арматуры ─ усилие сжатия прокладки, величина которого измеряется в сотнях кН.

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

Обозначение фланцев

Рекомендуемая новым ГОСТ 33259-2015 маркировка фланцев несколько отлична от установленной в ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 12822-80.

Для удобства и возможности сравнения «старый» и «новый» порядок маркировки сведен в небольшую таблицу.

Фланцы

Обозначение согласно ГОСТ 12820-80-ГОСТ 12822-80

Обозначение согласно ГОСТ 33259-2015

Фланцы стальные плоские приварные

Фланец X1-X2-X3-X4 ГОСТ 12820-80, где:

X1 ─ исполнение уплотнительной поверхности по ГОСТ 1285-80;

X2 ─ номинальный диаметр;

X3 ─ номинальное давление;

X4 ─ марка материала.

Фланец X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7 ГОСТ 33259

X1 ─ номинальный диаметр

X2 ─ номинальное давление

X3 ─ номер типа фланца

X4 ─ номер размерного ряда (1 или 2)

X5 ─ исполнение уплотнительной поверхности

X6 ─ марка материала

X7─ группа контроля

Фланцы стальные приварные встык

Фланец X1-X2-X3-X4 ГОСТ 12821-80

X1 ─ исполнение уплотнительной поверхности по ГОСТ 1285-80

X2 ─ номинальный диаметр

X3 ─ номинальное давление

X4 ─ марка материала

Фланцы стальные плоские свободные на приварном кольце

Фланец X1-X2-X3 ГОСТ 12822-80

X1 ─ номинальный диаметр

X2 ─ номинальное давление

X3 ─ марка материала

Кольцо X1-X2-X3-X4 ГОСТ 12822-80

X1 ─ исполнение уплотнительной поверхности по ГОСТ 1285-80

X2 ─ номинальный диаметр

X3 ─ номинальное давление

X4 ─ марка материала

Фланец X1-X2-X3-X4-X5-X6 ГОСТ 33259

X1 ─ номинальный диаметр

X2 ─ номинальное давление

X3 ─ номер типа фланца

X4 ─ номер размерного ряда (1 или 2)

X5 ─ марка материала

X6 ─ группа контроля

Кольцо X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7 ГОСТ 33259

X1 ─ номинальный диаметр

X2 ─ номинальное давление

X3 ─ номер типа фланца

X4 ─ номер размерного ряда (1 или 2)

X5 ─ исполнение уплотнительной поверхности

X6 ─ марка материала

X7─ группа контроля

Изменения можно сравнить на нескольких конкретных примерах:

Обозначение согласно ГОСТ 12820-80-ГОСТ 12822-80

Обозначение согласно ГОСТ 33259-2015

Фланец 1-50-10 Ст 25 ГОСТ 12820-80

Фланец 50-10-01-1-В-Ст 25-III ГОСТ 33259

Фланец 9-50-10Ф Ст 25 ГОСТ 12821-80

Фланец 50-10-01-1-М-Ст 25-IV ГОСТ 33259

Фланец 3-50-100 Ст 25 ГОСТ 12821-80

Фланец 50-100-11-1-F-Ст 25-IV ГОСТ 33259

Фланец 5-50-100 Ст 25 ГОСТ 12821-80

Фланец 50-100-11-1-D-Ст 25-IV ГОСТ 33259

Фланец 50-10 Ст 25 ГОСТ 12822-80

Кольцо 5-50-10Ф ГОСТ 12822-80

Фланец 50-10-02-1-Ст 25-IV ГОСТ 33259

Кольцо 50-10-02-1-L-Ст 25-IV ГОСТ 33259

Фланцевая арматура занимает важное место среди других разновидностей арматуры по присоединению к трубопроводу, а фланцы различных типов и размеров продолжают оставаться чрезвычайно распространенным элементом огромного числа технологических систем, одним из наиболее распространенных способов монтажа трубопроводной арматуры.

Трубопроводная арматура

• Трубопроводная арматура. Классификация ─ виды, типы, разновидности
• Трубопроводная арматура как универсальный способ решения широкого круга задач
• Задвижки
• Запорная арматура
• Распределительно-смесительная арматура
• Шланговые задвижки
• Регулирующая арматура
• Обратная арматура
• Предохранительная арматура
• Разделительная (фазоразделительная) арматура
• Клапаны регулирующие
• Клапаны
• Предохранительные клапаны
• Отключающая арматура
• Приводы трубопроводной арматуры
• Разновидности арматуры по присоединению к трубопроводу
• Фланец и фланцевое соединение в трубопроводной арматуре
• Арматура под приварку
• Дисковые затворы
• Пневматический привод трубопроводной арматуры
• Трубопроводная арматура с электроприводом
• Шиберные задвижки
• Электромагнитный привод трубопроводной арматуры
• Клиновые задвижки
• Параллельные задвижки
• Краны в трубопроводной арматуре
• Шаровой кран
• Трубопроводная арматура: наименования, обозначения, кодировки
• Материалы для изготовления трубопроводной арматуры
• Стальная арматура
• Чугунная арматура
• Алюминиевая арматура
• Материалы уплотнений трубопроводной арматуры
• Сильфонная арматура
• Типы запорной арматуры
• Разновидности трубопроводной арматуры
• Сальниковая арматура
• Сальниковая набивка
• Прокладки в трубопроводной арматуре
• Материалы для изготовления прокладок
• Эмалированная арматура
• Мембранная арматура

Техническая информация

• Характерные особенности продукции
• Инструкции (РЭ по эксплуатации)
• Монтаж запорной арматуры
• ГОСТы
• Классификаторы обозначения запорной арматуры
• Информация об использовании материалов сайта

Источник https://inoxtrade.ru/info/blog/flanec/

Источник https://spark-welding.ru/montazh-i-remont/vidy-flancev.html

Источник https://armatek.ru/spravochnaya-informatsiya/truboprovodnaya-armatura/flanets-i-flantsevoe-soedinenie-v-truboprovodnoj-armature/