Как приварить фланец к трубе: монтаж фланцевых соединений

Содержание

Как приварить фланец к трубе: монтаж фланцевых соединений

Фланцевое соединение довольно часто используют вместо обычной сварки, а тем более на фитинг.

Фланцевое соединение

Фланец гарантирует не менее прочное и герметичное соединение, но при этом разъемное, чтопозволяет в любой момент демонтировать часть трубопровода для ремонта, например, или присоединения дополнительных секторов.

Сварные соединения трубопроводов

Типы, конструктивные элементы и их размеры установлены ГОСТ 16037-80 в ред. 1991г.
Условные обозначения способов сварки

Читайте также: Как сделать крючок для вязания арматуры своими руками

трубопроводов из сталей: ручной дуговой сварки Р; дуговой сварки в защитном газе: ЗП — плавящимся электродом; ЗН — неплавящимся электродом; Ф — дуговой сварки под флюсом; Г — газовой сварки.

Конструктивные элементы и размеры сварных соединений стальных трубопроводов приведены в табл. 22.

Технические требования и принятые обозначения.

1. При изготовлении тройников и крестовин из труб должны применяться типы сварных соединений, установленные для отростков с трубами, а при сварке тройников, крестовин и переходов с трубами или фланцами — соответственно типы сварных соединений труб с трубами или труб с фланцами.

2. Сварка стыковых соединений деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных ниже в табл. 22а, должны производиться так же, как деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по большей толщине.

Для осуществления плавного перехода от одной детали к другой допускается наклонное расположение поверхности шва. При разнице в толщине свариваемых деталей свыше значений, указанных в табл. 22а, на детали, имеющей большую толщину, должен быть сделан скос до толщины тонкой детали. При этом конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине.

Способы приварки фланцев

От правильности соединения элементов трубопровода зависит герметичность системы. Приварку диска осуществляют по двум методикам:

Приварка встык подразумевает образование шва по всей окружности проката в одном месте.
Приварка надетого диска по двум стенкам: наружной и внутренней.

Работа с фланцами требует опыта, такую сварку новичкам не доверяют. Любой перекос плоскостей под приварку приводит к разгерметизации стыкового узла, увеличивает риск прорыва магистрального трубопровода высокого давления.

22а. Разность толщин свариваемых деталей

Толщина тонкой

детали

Разность толщин

деталей, мм

3. Шероховатость обрабатываемых под сварку поверхностей не более 80мкм.

4. Остающиеся подкладки и муфты должны изготовляться из стали той же марки, из которой изготовлены трубы.

Для труб из углеродистой стали допускается изготовлять остающиеся подкладки и муфты из сталей марок 10 и 20 по ГОСТ 1050-88.

Читайте также: Припой для пайки стали со сталью газовой горелкой

5. Зазор между остающейся подкладкой и трубой для сварных соединений, контролируемых радиографическим методом, должен быть не более 0,2мм, а для соединений, не контролируемых радиографированием, — не более 0,5мм. Местные зазоры для указанных соединений допускаются до 0,5 и 1,0мм соответственно.

6. Зазор между расплавляемой вставкой и торцовой или внутренней поверхностью трубы должен быть не более 0,5мм.

7. В сварных соединениях отростков с трубами допускается присоединение отростков под углом до 45 ° к оси трубы.

8. В сварных соединениях У18 и У19 размеры е и g в сечении А-А должны устанавливаться при проектировании; при этом размер е должен перекрывать утонение стенки трубы, образуемое при вырезке отверстия, на величину до 3мм, а размер а должен быть не менее минимальной толщины стенки свариваемой детали.

9. Швы с привалочной стороны фланцев допускается заменять развальцовкой конца трубы.

10. Предельные отклонения катетов углового шва К, К1 от номинального в случаях, не оговоренных в табл. 22, должны соответствовать:

+5мм при К > 12мм.

11. Допускается выпуклость углового шва до 2мм при сварке в нижнем положении и до 3мм при сварке в других пространственных положениях. Вогнутость углового шва до 30% величины катета, но не более 3мм.

12. Для сварных соединений труб с толщиной стенки более 4мм допускается сварка корня шва способом, отличным от осевого способа сварки.

Для чего предназначен фланец?

В основном фланцы предназначаются для формирования быстросъемных фланцевых соединений на трубах. В отличии от сварки такая конструкция обеспечивает возможность быстрого соединения или съема отдельных частей трубопровода, например, для проверки состоянии трубы на отдельных участках, установки кранов, датчиков, для возможности слива воды или для присоединения оборудования (тот же теплообменник). Фланцы навариваются на окончания труб и соединяют между собой болтами, шпильками в комплекте с ответным фланцем. Между ними обязательно ставятся прокладки из резины или других материалов.

Фланцы используются в разных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для герметичного подключения определенного участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам с целью подвода и отвода сред, а также для стыковки между собой отдельных участков трубы.

Классификация. Типы фланцев

Фланцы в разных странах изготавливаются по стандартам, соответствующим конкретным нормам, принятым в этих странах. Это может быть ГОСТ (для Украины ДСТУ ISO 7005-2:2005 (ІSO 7005-2:1988, ІDT). Металеві фланці.)), DIN или ТУ. По форме выделяются круглые, квадратные. Можно выявить два существенных группы фланцев:

для арматуры
для сосудов и аппаратов.

Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:

Читайте также: Международные обозначения сварочных процедур и сварочная терминология

Приварной фланец воротниковый, накидной, раструбный, свободно вращающийся, резьбовой, глухой фланец. Пройдемся кратко по каждому из них.

Воротниковый фланец

Имеют характерную приварную горловину в виде конического концентратора, плавно переходящего к трубной стенке. Она обеспечивает распределение давления подаваемых веществ через конусную ступицу. Используется для трубопроводов с высоким давлением или высокими/низкими температурами. Воротниковый фланец необходимо приваривать V-образным или сплошным швом.

Фланцевый патрубок Чаще всего применяется для второстепенных задач как подложка фланца для недорогой отбортовки.

Раструбный фланец

Предназначены для малогабаритных труб с большим давлением. Их срок службы в два больше чем у проваренных накидных фланцев. К недостаткам относится возможность разрывов, подверженность коррозии.

Сварка раструбных фланцев производится только с внешней стороны угловым швом встык, при этом необходимо чтобы остался небольшой люфт примерно в 1,6 мм чтобы компенсировать эффект теплового расширения (на картинке обозначено «Х»).

Накидной фланец

Требуют ровных краев трубы при соединении. Их срок службы в два-три раза меньше чем у воротниковых фланцев. из-за Сварка накидных фланцев производится с внешней и внутренней стороны угловыми сварными швами. Чтобы не повредить во время сварки поверхность фланца необходимо чтобы был зазор в 3 мм между концом трубы и внутренней кромкой фланца.

Вращающийся фланец

Свободно вращается на трубе, не привариваются. Вращающийся фланец при необходимости можно легко снять и заменить. Могут крепиться противоположными болтовыми соединениями.

Глухой фланец

Являет собой диск плоской формы с отверстиями для шпилек, болтов. Предназначены для перекрытия концевых отверстий труб, трубопроводов. В сочетании с другими фланцами, соединение такого типа является разборным. Не сваривается.

Резьбовой фланец

Приваривается редко, используется для трубопроводной арматуры, а также труб небольшого диаметра с толщиной стенки, достаточной для нарезки резьбы. В редких случаях может быть сделан уплотняющий сварной шов.

Сварка фланцев — техника

Величина зазора в стыке или как часто его называют люфт часто определяет технику сварки. В общей сложности 7/10 всех стыков «внутренний диаметр фланца-труба» требуют наличия небольшого люфта. В случае когда зазор не требуется, используется техника в лодочку, так как она минимально подвержена затеканиям расплавленного металла и при этом кромки глубоко провариваются. Если люфт превышает 1.5 мм, для хорошей свариваемости применяется техника поперечных колебательных движений электрода под углом 30° к плоскости оси трубы.

Для зазора в 4-5мм, сварка ведется угловыми швами с большими катетами равными стандартной величине плюс высота зазора.

Ширина и высота шва зависят от размера трубы в поперечнике. Обратимся к примерам. Для внешнего шва необходимо большее количество наплавленного металла со стороны фланца. Таким образом шов немного не симметричен и его катет на трубе будет меньше. Ширина внутреннего шва в идеале должна соответствовать толщине трубы, но не более 0,7 см. Высота — от 0,5 до 1 см в зависимости от сечения трубы в поперечнике.

Сварка фланцев должна проводиться с двух сторон. Чтобы получить крепкое соединение необходимо сначала проварить с наружной, а после для уплотнения с внутренней стороны. Таким образом внутренний и наружный сварные швы очень прочно соединят две части сварного узла. Такая практика применима для плоских стальных фланцев. При этом в тех местах, где зазоры более 2,5 мм, для присадки используется электрод или сварочная проволока о 1.6-2.5 мм. Сварка фланцев с двух сторон начинается сначала с внутренней стороны. После сравниваются неровности прихватки с внешней стороны, проводится зачистка и сварка в направлении слева- направо. Два прохода нужны только в том случае, если получается большой зазор.

Накладка сварного шва только с одной стороны применима для стальных фланцев, привариваемых встык, когда вплотную соединяются «воротник» фланца и торец трубы.

Сварка патрубков

Предварительно патрубок и фланец прихватывают с соблюдением всех углов. После сварной узел устанавливается на вращатель. Обрызгивается спреем против сварочных брызг и начинаем сварку.

Стандартно, согласно ГОСТу 16037-80 для труб с давлением от 10 до 25 кгс/см2 необходимо на фланце делать скосы .

Читайте также: Токарная обработка: технология, инструмент и оснастка

Для приварки фланцев, патрубков рекомендуется использовать вращатели. Они дают возможность легко вращать, наклонять в нужное положение и приподнимать обрабатываемую деталь или кусок трубы. Таком образом можно без лишних усилий сваривать, шлифовать или даже красить объект

Необходимые меры предосторожности

Сварка фланцев требует внимания и соблюдения мер, способных уберечь сварщика от наиболее распространенных ошибок. Предварительно перед сваркой нужно зачистить и подготовить кромки. Соединяя воедино фланцевые соединения следите за тем, чтобы они были строго перпендикулярны к оси трубы. Допустимые отклонения могут быть до 1 % от наружного диаметра фланца, но не превышать 2 мм.

Чтобы проверить ровно ли приварен фланец (перпендикулярность, соосность) можно воспользоваться обычным или специально предназначенным угольником для фланцев.

При самостоятельной сборке узлов требуется учитывать длину болтов, толщину прокладки. Необходимо чтобы все головки болтов располагались с одной стороны, не были утоплены, а их окончания выступали на уровень трех шагов резьбы. Сварной шов и край трубы не должны быть выше уровня зеркала фланца.

Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за зеркало фланца. Отклонения линейных размеров собранных узлов не должны превышать ±3 мм при длине до 1 м и ±1 мм на каждый последующий метр.

Контроль качества сварных швов

Для проверки качества сварного шва чаще всего используют старый добрый внешний осмотр с замерами размеров при надобности. Убедитесь в том, что видимые дефекты отсутствуют:

трещины,
непровары,
кратеры более 0,5 мм,
прожоги,
поры,
шлаковые включения,
значительные отклонения высоты или ширины шва,
подрезы и наплывы в переходной зоне от основного металла к наплавленному.

Неразрушающие методы контроля: ультразвуковой, радиографический метод. Последний обязателен для контроля допускных стыков. Иногда металлографические исследования.

Классификация изделий

Общее строение детали представляет собой кольцои пластину с отверстиями по краю. Чтобы обеспечить герметичность между элементами, устанавливают еще и прокладку изрезины в соответствии с назначением трубопровода – кислотостойкой, термостойкой. Соединяют кольцо и пластину с помощью крепежа – болтов с гайками или шпилек.

По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.

Виды сваривания фланцев

Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.

Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.

Наружняя приварка фланца

Расценки на изделия заметно отличаются. Однако стоимость переделяетсяскорее размерами пластин, а не их конструкцией, и весом, конечно же. Согласно ГОСТ изготавливаются они из углеродистой, легированной или нержавеющей стали, а такжековкого чугуна. Расценки на металл и определяют стоимость приспособлений.

Технические рекомендации

Плоский фланец приваривать к отводу без катушки не рекомендуется, потому как соединение выполняется угловым швом — получается жесткая конструкция, испытывающая сложную нагрузку. Герметичность шва при определенных условиях (например, при тепловом расширении в момент подачи горячей среды) может нарушиться.

Воротниковые («с юбкой») и свободные (с отбортовкой) фланцы привариваются более простым и надежным стыковым швом — получается устойчивое к нагрузкам растяжения и сжатия соединение.

Выполняя соединение фланца с отводом или переходом, следует предусмотреть возможность свободной вставки/съема болтов или шпилек при сборке/разборке фланца.

ГОСТ 16037-80 на сварные соединения ручной дуговой сваркой

Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.

Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.

Условные обозначения соединений

В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:

стыковые, обозначаются литерой С
угловые, литерой У
нахлесточные, обозначаются литерой Н.

Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:

вида сварного шва;
числа сторон проварки;
конфигурации подкладки;
ее съемности;
без скоса, со скосом одной или двух кромок;
формы сечения кромок
формы сечения шовного материала
способа сварки;
толщины стенок;
диаметра трубы.

Пример обозначения типа С13.
В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом. Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы. Реже используются сплавы цветных металлов.

Как высчитать размер шва?

Во-первых, запомните, что размер шва зависит от самой трубы. Приварка фланцев к стальным трубопроводам в таком случае будет регулироваться шириной внутреннего шва.

Во-вторых, как правило, он приравнивается к толщине стенки, высотой, колеблющейся в диапазоне от 0,5 до 1 см. Шов внешнего сечения, по правилам сварки должен превосходить шов внутреннего в толщине.

Теперь, когда мы определились с типом вашего фланца, можно приступать к работе. Здесь опять же возникает вопрос.

Типы сварных швов

Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53

Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.

В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.

Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.

Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56

Пример обозначения углового соединения типа У2.

Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4

Фланцевые кондукторы

Для удобства установки и приварки фланцевых соединений используют специальное устройство, которое называется кондуктором. Кондуктор позволяет собирать соединения в точном соответствии с техническими условиями, указанными в чертеже.

В кондукторе для установки фланца предусмотрены универсальные приспособления, устанавливаемые на тумбах 1 и 4. Тумбу 1 перемещают по длине кондуктора в зависимости от длины собираемого изделия и крепят к раме 5 кондуктора.

Тумба 4 осуществляет возвратно-поступательное движение от цилиндра и перенастраиваемый упор для правильной настройки на полную длину собираемого элемента. Обе тумбы укомплектованы пневмоприжимами, которые прижимают фланцы к фиксаторам во время сборки. В промежутке между тумбами размещены призмы 3, регулируемые по высоте, которые служат опорами для собираемого пояса.

Сборка происходит в таком порядке: выставляют кондуктор по длине, а фиксаторы двух фланцев — на определенный радиус размещения отверстий. На стеллажах на сборочный пояс надевают фланцы. При помощи крана пояс с фланцами размещают на призмах кондуктора. После установки сборочного пояса на призмы 3 тумбу 4 перемещают до упора точной настройки.

Читайте также: Высокопрочный чугун, Высокопрочный чугун ВЧ40, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, отливка высокопрочного чугуна

Пояс устанавливают на одинаковом расстоянии от фиксаторов. Диски перемещают к фиксаторам и фиксируют точеными пробками (при несоответствии диаметров отверстий в фланце и фиксаторе используют переходные пробки). Затем подключают пневмоприжимы — фланец плотно прижимается к фиксатору и проводят прихватку диска к поясу. После прихватки пояс с фланцами освобождают от пневмо-прижимов и пробок; подвижную тумбу отводят назад и пояс вытаскивают портальным краном из кондуктора.

Разделка труб под сварку

ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:

стыковых;
угловых;
нахлесточных.

Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:

механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
разделка кромок.

Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.

Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.

Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45 о .

Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.

Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.

Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.

Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.

[stextbox того, как начать монтаж, необходимо обработать кромки и околошовную зону на 20-30мм, очистив ее от механических загрязнений, следов коррозии и масложировых пятен.

Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:

трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.

Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.

Нормативные документы

Для всех вышеперечисленных случаев применимы пункты 3.2.14, 3.2.15 и 3.2.16 Правил устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов (ПБ 03-108-96). В них говорится следующее:

Проектирование и работы должны вестись так, чтобы в дальнейшем располагать возможностью контролировать сварной шов и, при необходимости, выполнять его термическую обработку. Если для проекта используются трубы с толщиной металла менее 8 мм, то от одного сварного шва до другого следует отступать, как минимум, 50 мм, если более 8 мм — 100 мм. Во всех остальных случаях между сварными швами должно быть расстояние, троекратное номинальному значению толщины материала.

Если в проекте есть опоры, то в случае толщины стенок труб до 50 мм от них следует отступить 50 мм, более 50 мм — 200 мм.

Чтобы выполнить сварной шов, от начала гиба отвода следует отступить 50 мм — это для трубопроводов с наружным диаметром труб до 100 мм и, как минимум, 100 мм — для наружных трубных диаметров более 100 мм.

Каждый конкретный случай рассматривается в индивидуальном порядке, если невозможно соблюсти расстояния, указанные в первых двух пунктах. Вопрос решается проектировщиком или специализированной научно-исследовательской организацией с учетом технологических параметров.

А еще есть ПБ 10-573-03 (для трубопроводов пара и горячей воды). Здесь нас интересуют пункты 2.3.8 и 2.3. В них разрешается выполнять сварные соединения крутоизогнутых отводов в начале закругления. Допускается их сварка напрямую, без дополнительных прямолинейных участков.

Подытоживая вышеизложенное, получается, что при выполнении определенных условий, приваривать фланец к отводу без катушки можно. При этом стоит учесть некоторые технические моменты.

Фаски под сварку

При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.

Основными параметрами фаски являются:

Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.

Как приварить фланец к трубе: монтаж фланцевых соединений

Сварка фланцев Приварка фланцев

Наиболее распространёнными считаются следующие 2 вида фланцев:

Плоский фланец — как правило, приваривается насквозь к торцевой части трубы. Главным отличием плоского фланца является его внутренний диаметр, который немного больше наружного диаметра трубы (точные размеры смотрите в ГОСТ 12820-80).
Воротниковый фланец — приваривается со стороны т.н. «воротника» («юбки») встык к трубе, а его внутренний диаметр должен равняться внутреннему диаметру трубы (ГОСТ 12821).

Фланцевые соединения относятся к разъемным соединениям и применяются при установке таких устройств:

затворы Баттерфляй;
краны шаровые;
сильфонные компенсаторы;
задвижки;
вибровставки для насосов;
конденсатоотводчики;
клапаны;
фильтры;
вентили и др.

В дальнейшем при эксплуатации системы такой тип соединения позволяет осуществить ремонт или быструю замену устройств на трубопроводе.

Рассмотрим правила монтажа фланцевых соединений

При монтаже фланцевых соединений устраняют все перекосы, удаляют лишние зазоры.
Прихватывают фланцы точечной сваркой.
Отверстия для шпилек или болтов размещают напротив друг друга.
Если трубопровод используется при высокой температуре, то резьбу на шпильках или болтах необходимо прографитить, чтобы не допустить их «схватывания» с гайками при эксплуатировании.
Подбираем необходимые прокладки правильной формы и размеров по ГОСТу.
При установке фланцев гайки должны быть с одной стороны, а болты с другой.
Гайки затягиваются поочередно по диагонали (крест-накрест), чтобы обеспечить параллельность поверхностей уплотнения.
В трубопроводах с агрессивными субстратами на фланцевые узлы устанавливают защитные кожухи.

Технологические способы при сварке достаточно схожи, единственное, они могут различаться в зависимости от крепления патрубка.

Читайте также: Пошаговая инструкция по возведению столбчатого фундамента из пластиковых труб своими руками

Также не стоит забывать, что сложность работы зависит от изначально намеченного чертежа, а также чтобы крепление соответствовало правилам монтажа фланцевых соединений.

Имейте в виду, что зачастую после работы над фланцевым соединением оставляют небольшой зазор. В случае, когда в люфте нет необходимости, применяется метод сварки, именуемой «сварка в лодочку». Также используют метод сварки под названием «угловая сварка». Этот метод находит применение при сварке в местах люфта в 4-5 мм.

Приварка фланца к трубе происходит с каждой из сторон. Вначале снаружи, после, для более плотного шва — изнутри. Такой метод сварки чаще всего используют для плоских фланцевых деталей.

Также используется метод по сварке одной стороны — внешней. Но он применим в основном для воротникового фланца, когда необходимо приварить фланец встык.

Методы крепления

Обычно зазор оставляют, однако если он не требуется, можно приваривать техникой лодочка. Когда люфт нужен — варят угловыми швами.

Таким образом, выделяют 2 метода приварки:

шов с одной стороны по трубе — встык. Подходит для воротникового типа изделия;
по двум сторонам стенки трубы. Сразу фланец фиксируют с лицевой стороны, а после этого с внутренней. Варить с внутренней стороны необходимо для уплотнения шва. Этим методом фиксируют плоские фланцы.

Провести такие работы достаточно сложно. При сварке используют несколько типов швов — вертикальные, потолочные, горизонтальные. Проводить такие работы должен высококвалифицированный сварщик.

Как высчитать размер шва?

Фланцевое соединение стальных труб: их плюсы и область применения

Как приварить фланец к трубе? Этим вопросом задаётся большинство людей, которые сталкиваются с монтажом фланцевых соединений. Правила установки включают в себя ряд особенностей, которые необходимо предусмотреть заранее. Грамотный монтаж фланцевых соединений должен содержать в себе четкое понимание того, какого вида у вас фланец. Он бывает 7 видов:
Наиболее распространёнными считаются следующие 2 вида фланцев:

Плоский фланец — как правило, приваривается насквозь к торцевой части трубы. Главным отличием плоского фланца является его внутренний диаметр, который немного больше наружного диаметра трубы (точные размеры смотрите в ГОСТ 12820-80).
Воротниковый фланец — приваривается со стороны т.н. «воротника» («юбки») встык к трубе, а его внутренний диаметр должен равняться внутреннему диаметру трубы (ГОСТ 12821).

Фланцевые соединения относятся к разъемным соединениям и применяются при установке таких устройств:

затворы Баттерфляй;
краны шаровые;
сильфонные компенсаторы;
задвижки;
вибровставки для насосов;
конденсатоотводчики;
клапаны;
фильтры;
вентили и др.

Как приварить плоский фланец к трубе?

Работа над плоскими фланцами проходит исключительно на прямых поверхностях труб. В местах соединения плоских фланцев используют угловые швы.

Категорически не рекомендуется приваривать их к отводам. Главными отличиями в технологических способах сварки фланцев плоского и воротникового характера являются абсолютно непохожие виды шовных соединений. Как мы уже говорили ранее, это стыковое или угловое соединение. Также стоит отметить, что в отличие от выбранного способа сварки меняется вид самой конструкции.

Читайте также: Как и чем лучше заменить трубы отопления в квартире: пошаговая инструкция по монтажу и разбор ошибок

Контроль качества сварных швов

Для проверки герметичности крепления фланца используют ультразвуковой метод. Шов проверяют:

на трещины;
присутствие шлаковых включений, наплывов, надрезов;
недопустимы прожоги, кратеры, пористость.

Дефектоскопия проводится также металлографией. На ответственных соединениях качество сварки фланцев к трубе проверяют радиографическим методом неразрушающего контроля.

Зная тонкости закрепления фланцев, в случае необходимости можно самостоятельно провести приварку диска к участку водопроводной системы.

Как приварить воротниковый фланец к трубе?

Сварка воротникового фланца отличается, первым делом, своим видом. Такая сварка включает в себя материалы из горловины, которая приваривается в виде концентратора, при чём концентратор имеет форму конуса. Благодаря такой форме, давление внутри такой систему будет распределяться гораздо равномернее.

Воротниковая конструкция чаще всего применяется в коммуникациях с высоким давлением и температурой. Работа осуществляется с помощью сплошной сварки или швом V-образной формы.

Классификация изделий

Сварка фланцев

По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.

Виды сваривания фланцев

Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.

Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.

Наружняя приварка фланца

Читайте также: Методика сварки на просвет — как сделать, где используется, особенности

Стальные фланцы под приварку. Монтаж фланцев стальных приварных

Соединения труб выполняются неразъемными и разъемными.

Неразъемное соединение труб или отдельных частей трубы (прямой участок и стандартные колена) — это соединение, в котором не имеется фланцев, муфт, ниппелей и пр.

Неразъемные соединения осуществляются при помощи сварки и пайки и применяются ограниченно, по специальному согласованию.

Внедрение новых высокопроизводительных методов автоматической и полуавтоматической сварки значительно расширяет возможности применения автоматической сварки приварных фланцев и пр.

, а также дает экономию времени и средств при изготовлении и монтаже деталей трубопроводов.

Фланцы как стандартные разъёмные соединения трубопроводов

Разъёмное соединение выполняется при помощи фланцев, штуцеров, фитингов, дюритовых муфт и пр.

Фланцы в основном применяются для труб диаметром больше 30—32 мм. Фланцы ставятся круглые и овальные. Овальные применяются только в переговорных системах, на сточных и воздушных трубах; в остальных случаях производится круглые фланцы. Круглые фланцы бывают жесткими (фланцы стальные приварные встык и фланцы плоские) и свободносидящими (свободные фланцы ГОСТ 12822-80).

Жесткие фланцы наглухо привариваются к трубе; фланцы свободные с трубой жестко не соединены и могут по ней перемещаться.

Жесткие фланцы применяются для соединения стальных труб и в тех случаях, когда применение свободносидящих (свободных) фланцев не приводит к упрощению монтажных работ.

Фланцы изготовляются из стали, латуни и бронзы; они являются стандартными деталями трубопроводов, поэтому изготовление их специализировано.

Ручная дуговая приварка фланцев

Широко применяемый в настоящее время метод ручной электродуговой приварки стальных фланцев весьма трудоёмок и не обеспечивает нужного качества сварного шва.

В силу этого приходится применять развальцовку, также не обеспечивающую требуемой прочности соединения.

Контактная приварка фланцев

В случае применения фасонных фланцев, т. е. фланцев с буртом, можно рекомендовать автоматический контактный метод приварки фланца к трубе.

Контактную приварку легко освоить — метод этот не нов, а сварочное оборудование выпускается отечественными заводами. Эффективность применения контактной приварки по сравнению с дуговой ручной видна из таблицы 1. Таблица 1. Приварка фланцев. Сравнительные данные об эффективности различных способов приварки фланцев.

Операция	Время приварки фланца, мин.
к трубе Ду 15 мм	к трубе Ду 100 мм	к трубе Ду 400 мм
ручная электродуговая сварка	контактная стыковая сварка	контактная стыковая сварка	контактная стыковая сварка	контактная стыковая сварка	контактная стыковая сварка
Сборка для ручной приварки фланца	3	—	6,0	—	12	—
Сварка дуговая ручная	3	—	8,5	—	24	—
Сборка в контактной машине	—	1,0	—	2,5	—	4
Сварка в контактной машине	—	0,5	—	1,0	—	2
Общее время сварки	6	1,5	14,5	3,5	36	6

Способы сварки труб обечаек штуцеров и фланцев

Приварка фланцев как приварить фланец к трубе: монтаж фланцевых соединений картинка

Фланцами называют стальные диски (кольца) различной конфигурации, они предназначены для быстросъемных соединений на трубопроводах. Их крепят приваркой к трубным отрезкам. Они необходимы для установки запорной арматуры, приборов учета, при монтаже новых отводов. Их надевают на край трубы. Самый эффективный способ крепления фланца к трубе – приварка. Кольца должны закрепляться без перекосов, строго по сечению трубы.

Приварка фланцев производится несколькими способами, в каждой технологии есть свои нюансы, которые нужно учитывать для получения качественного герметичного шва, не препятствующего потоку транспортируемой жидкости.

Типы фланцев

Прежде, чем говорить о сварке фланцев, важно изучить их конструкционные особенности. Размеры, форма регламентируются ГОСТом или техническими условиями. Они различаются по геометрии, размерам, делают их из высокоуглеродистых или легированных нержавеющих сталей или сортов чугуна, поддающегося ковке.

По функциональности выделяют две группы фланцев:

арматурные;
предназначенные для сосудов и аппаратов.

Конструкционно фланцы делятся на несколько видов:

Читайте также: Штуцер — это оружие, соединительный патрубок и… нос

Воротниковый — применяется на системах высокого давления. Горловина по конусу сужается, она выполнена в форме конического центратора, распределяющего давление потока. По американской классификации он называется «Lap Joint» (привариваемый внахлест). Крепится сплошным валиком или швом в форме буквы «V».
Раструбный — применяется на технологических магистралях небольшого сечения, рассчитан на высокое давление транспортируемой среды, маркируется «Socket-welding» (с впадиной для шва). Его приварка производится только с внешней стороны, необходимо оставлять люфт до 1,6 мм на случай расширения трубы при нагреве горячим носителем. Угловой шов делается встык.
Накидной или сквозной — крепится на расстоянии 3 мм от края трубы, международное обозначение «Slip-on» (со сквозным отверстием). Фиксируется с обеих сторон угловым швом – приварка к наружной и внутренней стенке.
Глухой — выполняет функцию заглушки, образует разборное соединение с трубой, может иметь надпись «Blind flanges». Приваркой не крепится, держится на болтовом соединении.
Плоский — состоит из кольца и пластины, рассчитан на невысокое давление до 2,5 МПа, приваркой к внешнему краю трубы крепится только кольцо, пластина остается подвижной.
Резьбовой — используются на врезаемой арматуре, где есть нарезка или накатка резьбы, маркируется «Threaded flanges». Насаживается на конец трубы механически, редко дополнительно фиксируются приваркой.

Технические рекомендации

Способы приварки фланцев

Приварка встык подразумевает образование шва по всей окружности проката в одном месте.
Приварка надетого диска по двум стенкам: наружной и внутренней.

Сварка деталей трубопроводов

#1 grindush

Имя: Скрементов Константин Сергеевич
Сфера деятельности: Ремонтное обслуживание

Собственно, суть проблемы: на участке технологического нефтепродуктопровода в пределах перекачивающей станции имеются участки с ненормативными элементами трубопровода, подлежащие замене. На узком отрезке трубопровода имеется последовательный переход с большего диаметра на меньший два раза подряд. Профиль трубопровода в этом месте исключает возможность вставки катушки из трубы между двумя переходами диаметров. А, насколько мне не изменяет память, сварка деталей трубопровода и запорной арматуры различной толщины и диаметра возможна путем вварки переходного кольца из трубы того же диаметра и свойств.

С другой сторны, «Исходя из недопустимости перекрытия зон термического воздействия сварных швов — они должны располагаться не ближе 100 мм друг от друга (по минимуму) а по норме = зависит от толщины металла. » (взято тут: https://www.proekt-gaz.ru/forum/2-766-1). И еще: ПБ 03-585-03

ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

6.2.6. Расстояние от поперечного сварного соединения до края опоры или подвески должно обеспечить (при необходимости) возможность его термообработки и контроля. Расстояние от штуцера или другого элемента с угловым (тавровым) швом до начала гнутого участка или поперечного сварного шва трубопровода должно быть не менее наружного диаметра трубы, но не менее 50 мм для труб с наружным диаметром до 100 мм. Для труб с наружным диаметром 100 мм и более это расстояние должно быть не менее 100 мм. Длина прямого участка между сварными швами двух соседних гибов должна составлять не менее 100 мм при условном диаметре менее 150 мм и 200 мм при условном диаметре от 150 мм и выше. При применении крутоизогнутых отводов допускается расположение сварных соединений в начале изогнутого участка и сварка между собой отводов без прямых участков. 6.2.7. Расстояние между соседними сварными соединениями и длина кольцевых вставок при вварке их в трубопровод должна быть не менее 100 мм.

Возникает вопрос: Есть ли прямая ссылка на пункт нормативного документа, строго запрещающий варить две детали трубопровода между собой, или наоборот, разрешающий творить такие вещи? Вопрос из области трубопроводного траснпорта нефти и нефтепродуктов, но приветствуются любые дельные мысли из других отраслей.

Приварка фланца к трубе

До сварочных работ проводится подготовка кромок. Места швов зачищают до блеска. При самостоятельной сборке узлов учета или врезке запорной арматуры важно учитывать толщину уплотняющей прокладки, диск устанавливают с учетом толщины резины. Головки болтов на фланцах располагаются только с одной стороны. Концы выступают минимум на 3 витка резьбы. Зеркало диска всегда располагается выше шва и кромки, край проката не должен выходить за плоскость диска. Приваривать фланец к трубе ровно помогают прихватки соединения, когда диск обездвижен, можно приступать к швам.

При давлении до 10 МПа производится приварка без скоса, при высоком, до 25 МПа – со скосами.

Для приварки фланцев к стальным трубопроводам применяют вращатели. Они придают узлу мобильность, улучшают доступ к рабочей зоне, облегчают процесс сварки. В процессе сварки электрод остается неподвижным, узел постепенно проворачивается вокруг оси. На вращателе производят финишную зачистку швов, грунтовку и покраску фланцевого узла.

Читайте также: Какие бывают солнечные батареи для отопления дома – виды, особенности, преимущества и недостатки

Важные моменты сборки фланцевого соединения:

необходимо крепить диск перпендикулярно к трубопроводу, для проверки используется контрольный треугольник и щуп, допустимое отклонение 2% от наружного диаметра;
оси болтовых отверстий на двух дисках должны совпадать, соосность проверяется уровнем и отвесом. Допустимые отклонения: а) 1 мм для отверстий диаметром от 18 до 25 мм; б) 2 мм для диаметров до 41 мм.

Допустимое отклонение диска — 2% от наружного диаметра

Техника «лодочка» применяется для соединений без люфта, кромки провариваются на большую глубину. Если зазор в пределах 1,5 мм, приварка производится поперечными колебательными движениями, электрод держат под углом 30° к поверхности трубы. Люфт 4–5 мм оформляется угловым швом большими стежками (катетами). При большом зазоре допускается две проходки.

Нормативные документы

Контроль качества сварных швов

Для проверки герметичности крепления фланца используют ультразвуковой метод. Шов проверяют:

на трещины;
присутствие шлаковых включений, наплывов, надрезов;
недопустимы прожоги, кратеры, пористость.

Для чего предназначен фланец?

Читайте также: Устройство вентиля и отличие его от задвижки

Классификация. Типы фланцев

для арматуры
для сосудов и аппаратов.

Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:

Воротниковый фланец

Раструбный фланец

Накидной фланец

Вращающийся фланец

Тонкости процесса

Технологические особенности процесса сварки зависят от вида фланцев. Плоские фланцы монтируются только на прямых участках трубы – их, в отличие от воротниковых моделей, нельзя приваривать к отводам. Различия в способах сварки плоских и воротниковых фланцев объясняются разными видами шовных соединений (стыковое или угловое) и характером образуемой конструкции. Плоскофланцевые соединения делаются с угловым швом, образуя жесткую конструкцию, которая при подаче высокотемпературных веществ может разрушиться из-за разности коэффициентов теплового расширения. Воротниковые фланцы привариваются стыковым швом, выдерживающим значительные температурные колебания.

В «ПК «Феррум Ханд» работают квалифицированные сварщики, мастера, инженеры и технологи. Они имеют аттестацию НАКС (государственного органа по контролю сварки), подтвержденную выданными удостоверениями. Работы производятся на прошедшем аттестацию сварочном оборудовании. Если заказчику нужно приварить фланец по всем правилам – мы сделаем это профессионально, быстро, по доступным ценам.

Продажа металлопроката в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

Этапы сварочных работ

Методы проведения сварочных работ, используемое оборудование и материалы могут отличаться, но последовательность процесса одинаковая:

Подготовка свариваемых участков – зачистка металла по краям до блестящего состояния.
Обработка кромки – срез фаски под углом 30°.
Сближение двух соединяемых концов, фиксация их в неподвижном состоянии. Для этого в зазор между свариваемыми поверхностями может помещаться проволока диаметром 2 мм.
Прихватка стыка в трех местах, обеспечивающая неподвижность конструкции при сварке.
Проведение сварочных работ – расплавление металла электрода и свариваемых краев, заполнение им шва с последующей кристаллизацией для образования неразъемного соединения двух элементов.
Зачистка шва, удаление электродного шлака.

В результате правильно проведенной обработки фланцевый элемент приваривается к трубе без перекосов, шов будет плотным, впоследствии выдержит повышенное давление в системе.

Источник https://orma-matrasy.ru/metalloprokat/privarka-flancev.html

Источник https://rps-flex.ru/raboty-s-trubami/svarka-flancev-k-trube.html

Источник https://proriv-gbi.ru/aksessuary/svarka-flanca.html