Все о фланцевых соединениях

Содержание

Все о фланцевых соединениях

Фланцевые стыки предназначены для создания разъёмного и не менее герметичного, чем сварное, соединения. Назначение фланца – присоединение отводящих труб или трассы к входным патрубкам, ведущим в отсеки и ходы технологического оборудования, например, секции котельной.

Что это такое?

Фланцевое изолирующее соединение – метод стыковки участков трубопровода, где требуется обслуживание без перемонтажа или реконструкции уже имеющейся линии. Это позволяет ускорить прочистку, замену отказавших секций без использования пильно-шлифовального и сварочного оборудования. Трубопроводы, чья система предусматривает организацию дополнительных ответвлений, пересечений и врезок, зачастую не обходятся без разъёмных стыков.

Можно, конечно, использовать муфтово-сгонные секции, однако фланцевые разбираются значительно легче.

Для надёжной стыковки всей трубоходной металлоконструкции используют болты с комплектом гаек, пресс- и гроверных шайб, вворачиваемых в крепёжные отверстия, соседние из которых отстоят друг от друга на одинаковом расстоянии. Фланцевые стыки применяются не только в жидкостных системах трубопроводного обмена внутренней средой, но и в газовых, а также работающих на сжатом воздухе или парах любых жидкостей, нагретых до 100 и более градусов по Цельсию.

Наиболее популярная область применения фланцевых соединений – магистральные и вторично отходящие от них трубы подачи природного газа. Но по фланцевым секциям трубомагистрали гонят и нефть, аммиак, сероводород, оксиды неметаллов, также являющиеся газами в разогретом состоянии. Стальные фланцы применяют в сочетании таких же труб под приварку, однако на практике их всё больше вытесняют трубы ПНД (полиэтиленовые низкого давления), где фланец, имеющий кольцевую отбортовку с внутренней резьбой, навинчивается на пластиковую трубу. Допустимо использовать лишь полиэтилен и полипропилен, обладающие значительной упругостью при температуре от нуля до десятков градусов по Цельсию.

Виды

Фланец компрессионный, обладающий размером, к примеру, в 63 мм, применяется для возведения водопроводных систем, функционирующих на достаточно низком (до 1 атмосферы) давлении, включая мелиоративные инженерные коммуникации. Канализация, где жидкой средой в трубах является сточная или дренажная (ливневая) вода, не нуждается во фланцах с повышенным (10 и более атмосфер) давлении. Фланец обеспечивает переход с 63 мм (ПНД) на 5 см (сталь).

Стык производится путём связывания его через соответствующий фланец. Толщины стенок и резьбового зазора хватит, чтобы создать завинчивающееся разъёмное соединение. Его второе применение – стык для связи с шаровым запором, гидрозатвором и т. д. В комплекте может поставляться металлокольцо, благодаря которому перетяжка пластика, ведущая к появлению трещины на участке трубопровода, исключена. Такие детали не подходят для среды с температурой более 40 градусов. Рабочее давление берётся с запасом – 16 бар (параметр со значением «Ру-16»). Чтобы выбрать подходящее изделие, учитывают разграничение типов (или видов) фланцев по методу стыкования, способу изготовления и по классу давления.

По способу соединения

Способ соединения, как ранее отмечалось, может быть приварным (соединения из стали, например, морозостойкой 09Г2С) и врезным (резьбовое навинчивание). Для надёжного соединения по резьбе применяют фланцы с ободком, толщина стенок на котором составляет не менее 3 мм. Это кольцо наваривается на сам фланцевый «блин», затем полученное соединение отшлифовывается, получившаяся конструкция проверяется на отцентрованность, а далее на внутренней стороне стенок отбортовки режется резьба.

Так, для 50-миллиметровой трубы (приближённо это 2 дюйма) всё тот же 63-миллиметровый фланец предусматривает толщину стенок отбортовки приблизительно в 6,5 мм. Помимо 63х2, востребованы и другие похожие размеры, например, 110х4. Зависимость меньшего значения от большего в этой маркировке не всегда линейна.

Соединение приварным методом производится неразъёмным способом: на отрезок трубы навариваются два фланца с разных её концов. Соединение врезкой может потребовать лишь нарезания на уже существующей трубе резьбы. Далее резьба обматывается по канавкам ФУМ-лентой, паклей с нанесённой на неё термопастой. Затем фланец привинчивается на этот нарезной конец трубы.

Фланцы с шипом и пазом устроены следующим образом. Шип – один кольцевой бортик, паз – два, отстоящих друг от друга на ширину шипа. В результате соединение обеспечивается с куда более тонкой прокладкой, представляющей собой кольцо, чьи внешний и внутренний диаметры равны диаметрам шипа. Кольцо-прокладка вставляется и запрессовывается в паз одного из фланцев, затем в этот технологический канал вставляется шип второго фланца.

По способу изготовления

Фланцы изготавливают из средне- и высоколегированной сталей. Марки стали для фланцев учитываются по ГОСТу 12816-80. Распространённым способом является выделка фланцевых изделий горячим штампованием на кузнечном оборудовании. «Блин» штампуется, в результате образуются симметрично прорезанные отверстия, которые затем дорабатываются на токарном оборудовании. Альтернативы кузнечному штампованию – газовое разрезание, отливание в форме. Последний способ подразумевает вращение с использованием центробежного отливания.

По классу давления

Кованая сталь марки ASME-B16.5 использует 7 классов давления: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500. Чем выше номинал класса, тем больше допустимое давление в трубопроводе. Класс давления обусловливается объёмом стали, затраченной на производство одной пары. Маркировка классов – безразмерная величина. По этому стандарту здесь учитывается количество фунтов на дюйм.

Используя конвертер величин, легко перевести это в атмосферы (килограммы давящего воздействия на квадратный сантиметр площади трубопровода). При повышении температуры с +20 до +450 по Цельсию разрешённое давление может уменьшиться до 5 раз: сталь, ослабленная разогревом, даёт больше возможностей воде, газу или пару вырваться наружу. Некоторые стали из одной фазы могут уже при этой температуре перейти в другую: например, карбидная структура преобразовывается в графитную.

Дополнительные элементы

Одних фланцев, как показывает практика, мало для обеспечения высококачественного стыка. В качестве дополнительных элементов применяются следующие решения.

Болты и гайки с набором гровер- и прессшайб. Гроверная шайба, являясь витком пружины, не даёт соединению развинтиться от вибрации, вызываемой, к примеру, гидроударами при резком перекрытии воды, пара или газа на вентиле (задвижке) или кране. Это позволяет закрутить гайки до упора, не прибегая к их фиксации на витках болтов с помощью точечно-контактной сварки, что привело бы к порче крепежа и необходимости его спиливания/расточки.

Уплотнение из резины создаёт герметизацию. Вместо резинового кольца может использоваться и клей-герметик. Это даёт возможность создать так называемое резиноподобное соединение, полностью или частично заменив вырезку из настоящей резины. Вместо резины могут применяться и другие термостойкие уплотнители, к примеру, эбонит либо композитные материалы на основе каучука.

Минимальное требование – резина должна выдержать нагрев хотя бы до 120 по Цельсию.

Защитный кожух поставляется для закрытия фланцестыка на трубопроводе. Он может быть дополнен патрубком внештатного сливания. Изделие показано при использовании в качестве внутренней среды в трубе жидкости с химически активным составом. При этом оцинкованная или нержавеющая прослойка исключает вредное воздействие такой среды до определённой концентрации химреагента в воде.

Как и фланец, кожух не подходит для превышения температуры больше, чем на 450 градусов. Если подходящих кожухов в продаже не нашлось, потребитель вправе сделать заказ на изготовление изделий типоразмеров, подходящих в каждом конкретном случае.

Расчет и монтаж

Недостаточно просто поставить фланцы друг напротив друга, совместив их согласно правильно произведённому подбору. Потребуется и затягивание болтовых соединений. Чтобы качество стыка осталось неизменно высоким, следует выбрать наиболее высокоточные изделия, соответствующие друг другу.

Например, допуски шипа и паза не должны заметно расходиться друг с другом.

Для высококачественного монтажа фланцевого стыка сделайте следующее.

С поверхностей (особенно соприкасающихся друг с другом участков на разных фланцах) очищают и удаляют остатки жира с помощью ацетона (спирта, растворителя-646, дихлорэтана или иного органически активного средства).
Просматривают фланцы на присутствие (отсутствие) насечек, выбоин, вмятин, свидетельствующих как об отбраковке на производстве, так и о неправильных перевозке и хранении партии фланцев на складе.
С резьбовой зоны снимают технологические заусенцы, далее стыкуемую часть покрывают машинным (индустриальным) маслом, смазкой или масляной отработкой.
Устанавливают по центру прокладку. В паз её вставить легче при монтаже беспазно-бесшиповых фланцевых деталей. Бывшие в использовании прокладки брать незачем: их срок службы на новых изделиях заметно укорачивается, так как на предыдущих стыках они уже проработали довольно долгое время.

После установки болтов производится закручивание гаек до момента начала затягивания. Затем болты по одному затягиваются равномерно. Для четырёхболтового крепления используют последовательность затяжки по принципу «через один». Для затягивания болтов имеет смысл использовать тарировочный ключ. В него вмонтирован динамометр: если не довернуть болтовое соединение, то крепление может разойтись при гидроударах, если же перетянуть, будут рваться сами болты.

Читать статью Применение утеплителя для труб из пенополистирола

Затягивать весовым ключом гайки нужно до значения, которое рассчитано в соответствии с данным стыком. Для разных по условному диаметру (ДУ) фланцев используется своё значение усилия затяжки. Альтернативный способ закрутить соединения на фланцах – применить гидравлику для затягивания гаек, а для ускорения процесса предварительного закручивания гаечных соединений применяются пневматические гайковёрты.

Если соединений немного, а повышенная точность монтажа не особо критична, то гайки затягиваются вручную: простым рожковым, трубчатым или разводным ключом.

Расчёт ввода в эксплуатацию стыковых секций трубопроводов показывает, что усилие стягивания в первые сутки после монтажных работ ослабляется на одну десятую. На второй день следует с помощью всё того же весового ключа пройтись по всем соединениям. Ослабленные затяжки подтягиваются вновь до расчётного усилия.

Требования по сборке фланцестыковых секций учитывают не только условный диаметр, но и распирающее усилие (РУ), а также расчётное давление в системе. Это позволяет максимально высококачественно смонтировать трубные сегменты, обеспечив трубопроводам эксплуатацию без замены фланцев и прокладок на протяжении ряда лет с учётом периодического окрашивания всего воздуховода или газопровода.

Типы фланцев в трубопроводах (краткий обзор)

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.

Межфланцевое присоединение

Межфланцевое соединение – довольно распространенный вид соединения трубопроводной арматуры. Межфланцевые затворы не имеют собственных фланцев или резьбы, они устанавливаются между двумя фланцами и стягиваются шпильками.

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.

Фланцевое присоединение

Фланцевое присоединение элементов арматуры с трубопроводом также широко распространено. К достоинствам фланцевого соединения относится:
Простота конструкции. Смонтировать арматуру с фланцевым присоединением легко может осуществить человек, не имеющий специальных знаний, умений и навыков, хотя лучше все же доверять подобные дела профессионалам.
Возможность легко, быстро, а самое главное – многократно, демонтировать тот или иной элемент арматуры с фланцевым присоединением.
Возможность монтажа в огнеопасных и взрывоопасных участках, за счет отсутствия необходимости сварки.

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.

Назначение и сферы применения

С помощью обратной арматуры защищают системы трубопроводов, оборудование, насосы, отопительные котлы, автоматику от гидравлических ударов; при нарушении герметичности или разрушении части системы они уменьшают утечку.

В технологических схемах обратные клапаны используются:

в замкнутых системах для подпитки;
после установки счетчиков и другой контрольно-измерительной аппаратуры;
в системах с несколькими насосами;
в системах отопления на перемычке между подающим и обратном трубопроводами;
во всевозможных подающих трубопроводах, где требуется движение среды в одном направлении;
в системах вентиляции;
в фильтрующих системах, очистных сооружениях – для обеспечения движения жидкости через фильтр или только в одном направлении;
в быту — в скважинах совместно с глубинным погружным насосом, в быстроразъемных муфтах поливных систем, в термостатической арматуре систем отопления в частных домах.

Сферы применения защитной арматуры – во всех областях промышленности, добывающей промышленности, в быту, сельском хозяйстве, транспорте, газотранспортной системе.

Обратные клапаны используются в системах и с жидкими, и с газообразными средами.

Основные типы фланцев

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

Плоский приварной – выглядит, как металлическое кольцо с отверстиями по диаметру. Крепится к трубе за счет двух сварных швов по окружности.
Воротниковый – кроме отверстий по диаметру также оснащен юбкой под приварку. Простой в монтаже, так как фиксируется одним сварным швом.
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.

Затворы дисковые симметричные

Затворы PALUR-SD-SM дисковые поворотные симметричные.

Способ присоединения – межфланцевый.
Диаметр условного прохода – от Ду40 до Ду1200.

Конструкция симметричного затвора предусматривает использование уплотнительных манжет, тогда как в затворах со смещенным эксцентриситетом применяются седла. Уплотнительные манжеты производятся из различных материалов, требования к уплотнению определяются составом среды (агрессивные или неагрессивные среды), а также температурным режимом объекта.

Читайте также: Стул из полипропиленовых труб своими руками: чертежи и размеры, пошаговые инструкции

(Затвор с симметричным диском, межфланцевый, с редуктором)

К достоинствам симметричных затворов можно отнести более низкую стоимость, а к недостаткам – снижение класса герметичности, по сравнению с эксцентриковыми.

Затворы дисковые двухэксцентриковые

Затворы РALUR-ZD-2EX дисковые поворотные двухэксцентриковые.

Способы присоединения – межфланцевый, фланцевый, под приварку.
Диаметр условного прохода – от Ду100 до Ду2400.

В чем преимущества двухэксцентриковых затворов? В затворах со смещенным эксцентриситетом центр вращения диска смещен назад относительно центральной линии и в сторону от оси симметрии. При этом значительно повышается герметичность.

(Затвор с двойным эксцентриситетом, фланцевый, с редуктором)

Также, подобная конструкция позволяет использовать разнообразную номенклатуру материалов для него, за счет уменьшения зоны взаимного контакта диска и седла в момент закрытия. Это уменьшение предотвращает износ уплотнений.

Все это позволяет использовать такие затворы в более тяжелых условиях, чем аналогичные, с симметричным диском. Двухэксцентриковые затворы могут использоваться при высоких температурах, больших количествах циклов срабатывания, сверхагрессивных рабочих средах и т.д.

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:

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.
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.
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.
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.
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.

Читать статью Как выбрать предохранительный клапан сброса давления в котле

Полипропиленовый фланец

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.

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:

Читайте также: Прокладка водопровода методом ГНБ

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.

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.

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.

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.

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:

Для состыковки двух элементов применяются плоские детали, имеющие в центре отверстие, куда вставляется торец трубы.
По периметру кольца размещены отверстия – в них вставляются крепежные элементы: болты или шпильки с гайками.
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:

Если детали имеют по 4 отверстия, то затягивать болты необходимо накрест.
Поверхностную часть конструкции необходимо обязательно обезжирить и проверить на предмет коррозии и ржавчины.
Рекомендуется использовать только новые уплотнительные прокладки, при этом устанавливать их нужно строго по центру.
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.

Затворы дисковые трехэксцентриковые

Затворы РALUR-ZD-3EX дисковые поворотные трехэксцентриковые.

Способы присоединения – межфланцевый, фланцевый, под приварку.
Диаметр условного прохода – от Ду50 до Ду2400.

Затворы с тройным эксцентриситетом используются в тех технологических узлах, где нужно полностью устранить трение. Трехэксцентриковый затвор обеспечивает полное отсутствие трения уплотнительных поверхностей между корпусом и диском в процессе вращения. Это, в свою очередь позволяет полностью исключить истирание, и избавится от протечек.

(Затвор с тройным эксцентриситетом, фланцевый с редуктором)

Эффект смещения (эксцентриситета) наглядно можно представить так: при переводе диска в положение «открыто», диск гораздо быстрее отходит от уплотнения корпуса, за счет чего сокращается деформация и уменьшается трение между диском и уплотнением корпуса.

Эксцентриситет дает возможность уплотнениям корпуса и диска мгновенно размыкаться при открытии, а при закрытии уплотнительные поверхности образуют гораздо более прочный контакт. Все это ведет к уменьшению износа и истирания поверхностей, что значительно продлевает срок службы изделий.

(Просмотрите видео, чтобы лучше понять, как работает трехэксцентриковый затвор)

Виды фланцевых соединений трубопроводов – используемые материалы и способы монтажа

Соединять стальные трубы сваркой практично и недорого. Но если участок трубопровода должен быть разборным, либо в него требуется вставить задвижку или другой элемент, тогда применяют фланцевое соединение. Предназначение фланцев – одновременно обеспечивать герметичность стыка и возможность его разборки без повреждения трубопровода.

Что такое фланец

Фланец для трубопровода – это изделие из металла, предназначенное для стыковки стальных и чугунных труб между собой и с арматурой. В центре детали находится отверстие, в которое вставляется труба соответствующего диаметра.

В теле изделия есть отверстия под крепеж, которым соединители притягивают друг к другу, и стыкуют вставленные в них трубы.

Если фланец изготовлен в форме четырехугольника, то крепежные отверстия сверлят по углам. Чаще эти соединители имеют форму кольца, а отверстия под крепеж равномерно расположены по всей длине окружности изделия.

Читайте также: Регулировочные краны для радиаторов отопления принцип работы

Фланец обеспечивает надежную работу стыка под давлением и без него.

Материал, из которого он изготовлен, длительное время выдерживает влияние агрессивной среды. Эти свойства позволяют использовать фланцевые соединения трубопроводов во многих областях промышленно-гражданского строительства.

Из чего производят деталь?

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.
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.
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.
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.
15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Читать статью Обратный клапан

Полипропиленовый фланец

Области применения деталей для соединения

Одним из главных преимуществ является герметичное соединение фланцев. Благодаря этому стыки выдерживают высокое давление и температуру, не пропускают транспортирующийся по трубам наполнитель, даже если в нем содержатся агрессивные компоненты. Поэтому стыковка труб с помощью фланцев широко применяется при строительстве таких объектов:

центральные трубопроводы;
газопроводы;
системы для водоснабжения;
теплотрассы;
промышленные системы и коммуникации.

Кроме того, фланцевые крепежи являются частью корпусов арматуры и приборов, предназначенных для работы на трубопроводах. К числу таких элементов относятся:

задвижки;
обратные клапана;
вантузы;
расширительные компенсаторы;
приборы учета наполнителя трубопровода;
другие приборы или арматура.

Кроме этого, многие виды фланцев являются оптимальным вариантом для подключения трубопроводов к технологическим устройствам. На трубопроводах с диаметром, меньше 32 мм, фланцевые соединения не применяются.

Рабочее давление

Это давление, с которым транспортируется по системе жидкость (газ, пар и т. д.). Следовательно, чем выше рабочее давление в системе, тем с более высокими прочностными характеристиками необходимо выбирать крепеж. В свою очередь, необходимые прочностные характеристики крепежа обеспечиваются правильным выбором материала, режимами термической обработки и т. д. Таким образом, в диапазоне температур от -40 до + 400 °С, и при давлении до 100 кгс/см2 рекомендуется применять крепеж, изготовленный из стали 35, в то время как увеличение давления до 200 кгс/см2 требует применение крепежа из стали 20X13.

Особенности фланцевого соединения

Фланцевые соединения труб являются альтернативой сварочных и муфтовых стыковок. В зависимости от материала изготовления фланец либо приваривается к сторцованному краю трубы, либо накручивается на него по резьбе. После этого края двух труб с установленными на них соединителями подводятся друг к другу и неподвижно соединяются крепежом: болтами, шпильками, гайками.

Читайте также: Гидроизоляция цокольного этажа: материалы, их особенности и способы нанесения

Эта особенность обеспечивает возможность демонтажа и повторной установки узлов трубопроводов. Герметизация стыков обеспечивается прокладками, которые вставляют между соединителями перед стягиванием. Материал прокладки зависит от химического состава наполнителя, но чаще всего их изготавливают из различных видов резины и фторопласта.

Несмотря на надежность герметизации, на соединения трубопроводов, по которым перекачивают агрессивную жидкость, устанавливают защитный кожух.

Его задача – предотвращение разбрызгивания опасного вещества в случае непредвиденного повреждения стыка. Широкий спектр применения обусловил изготовление фланцев различных видов.

Виды и особенности коннекторов

Длительность эксплуатации трубопровода во многом определяется профессиональным монтажом и правильно подобранными соединяющими адаптерами. Большое разнообразие существующих фитингов позволяет собрать трубопровод соответственно любому по сложности проекту. Различают следующие разновидности штуцеров:

соединительный;
поворотный;
приварной;
переходный.

Переходные штуцеры предполагают сбор труб различного размера в одну систему. Хотя теоретически переход может рассматриваться любой, на практике существенный перепад диаметра часто невозможен, так как создается критическое повышение или понижение давления. Подобная коммуникация также будет быстро забиваться, если по трубам станут пускать неоднородную жидкость или воду с примесями.

Приварной штуцер – соединительный элемент цилиндрической формы без шестигранника. Наружные диаметры патрубка для сварки и елочки идентичны. Изготавливается деталь из металла. Используется она для присоединения шлангов к трубам, различному оборудованию.

Поворотный штуцер применяется там, где необходима возможность вращения. Внутренняя часть изделия прокручивается. Это позволяет избежать изломов шланга, например, при наматывании на катушку. Используется для фиксации двух гибких трубопроводов между собой, обеспечивает присоединение шланга к точке подачи воды.

Соединительные штуцеры применяют для коммутации двух шлангов в общую систему. Их используют при организации полива, сборе водо- и газопроводов. Такие элементы могут не наделяться резьбой. В этом случае адаптеры называются «елочка-елочка». Они фиксируют шланги одного или разных диаметров.

Елка представляет собой цилиндр с нанесенными выпуклыми ребрами, которые предотвращают сползание края шланга. Такой элемент станет отличным решением, если лопнул рукав или нужно установить распылитель.

Соединительные штуцеры также можно разделить на несколько подвидов.

С накидной гайкой

С накидной гайкой – позволяют осуществлять соединение при недвижимом шланге. Такой адаптер также называют американкой. Ниже приложен чертеж изделия, возможные размеры деталей.

Угловой

Угловой – необходим, когда требуется непрямое соединение. Позволяет закрепить резиновый шланг под прямым углом (несмотря на упругость материала, перегибать его, изменяя форму, не всегда оправданно в плане безопасности).

С внутренней резьбой

С внутренней резьбой – в народе его называют патрубком с гайкой. Чаще всего деталь используют для фиксации гибкого шланга или эластичного патрубка с металлической трубой, имеющей внешнюю резьбу нужного диаметра. Данное изделие применяют в трубопроводах различного назначения.

Врезной фитинг

Врезной фитинг – применяется для герметичной фиксации гибких трубок, шлангов с различными композитными и металлическими емкостями. Врезные штуцеры с уплотнением также используют для сбора системы капельного орошения.

Читайте также: Определение неисправностей трехходового крана в настенном газовом котле navien

Тройник

Тройник – данный вид незаменим при сборе труб и шлангов в местах, где нужны разветвления. В продаже есть изделия, позволяющие объединять шланги диаметром 6 мм, 8 мм, 10 мм. Места креплений дополнительно упрочняют хомутами.

Быстросъемный

Быстросъемный – применяется для подсоединения инструмента и различных приспособлений. Характеризуется меньшей длиной, количеством борозд елочки. На второй стороне изделия имеется специальный зажим, герметично фиксирующий соединение. Такое изделие ускоряет сборку и отсоединение оборудования. Быстроразъемные фитинги предполагают многократное использование.

Разновидности фланцев

Установленные стандарты предусматривают много разновидностей фланцев. Чаще всего типы фланцевых соединений подразделяют по следующим критериям:

материал;
тип контактной поверхности;
конструктивное исполнение;
высота выступа.

Соединительные детали изготавливают из серого и ковкого чугуна, углеродистой, нержавеющей, легированной стали, полипропилена.

Типы уплотнительной поверхности обозначают латинскими буквами и различают следующие:

A – плоскость;
B – соединительный выступ;
F – впадина;
E – выступ;
D, M – паз;
C, L – шип;
K – под линзовую прокладку;
J – под прокладку с овальным сечением.

Изделия с типом поверхности «шип» и «выступ» не являются широко распространенными. Их изготавливают только по специальным заказам.

По конструктивному исполнению фланцевые диски разделяют на:

плоские;
воротниковые;
свободные на приварном кольце;
для сосудов и аппаратов;
заглушки.

Последними глушат концевые отверстия тупиковых труб или отсекают участки трубопровода, подлежащего ремонту. Кроме этого, выпускают четырехугольные соединители с четырьмя отверстиями под крепеж.

Высота выступа определяет давление, при котором гарантируется работа фланцевого соединения без повреждений. Для работы при давлении, находящемся в диапазоне от 1,03 до 2,07 МПа, достаточно высоты выступа 1,6 мм. Если максимальное давление составляет 2,76 – 20,68 МПа, то высота выступа должна быть 6,4 мм.

Крепятся фланцы одинаково, независимо от разновидностей соединителей.

Другая классификация

Для некоторых сделаны особенные виды элементов. Специальный фланец — что это? Это те же метизы, но для того чтобы сделать некоторые работы удобными, конструкция их немного видоизменена. Они также могут быть приварными, свободными, литыми, резьбовыми. Только на них вырезаны пазы или приварены выступы. Для их изготовления сначала разрабатываются специальные чертежи и отливаются формы. Такие метизы делают по заказу предприятий.
Издалека огромные и длинные магистральные трубопроводы (газа, воды, нефти, пара) кажутся сплошными и непрерывными линиями. Но стоит подойти поближе, и становятся заметны стыки труб. Именно там находится ответ на вопрос, что такое фланцы. Они бывают разные: круглые и квадратные, стальные плоские приварные или стальные воротниковые фланцы . Но все очень важны для обеспечения безопасности трубопроводов.

Геометрия и удельный вес изделий

Чертеж плоского фланца

Установка

Ключевой этап фиксации – затяжка. Её производят набором болтов или шпилек. Надежность соединения обеспечивает выполнение определенных правил.

Подготовка

Визуальная проверка фланцев, элементов крепежа на наличие механических повреждений (выбоин, царапин), коррозии.
Очистка, обезжиривание фланцевой поверхности.
Удаление заусенец, смазывание крепежных деталей.
Установка новой прокладки. Допускается использовать комплект из 2-3 старых прокладок в хорошем состоянии.

Затяжка

Затяжку производят в два круга. На первом болты затягивают с минимумом усилий, на втором подтягивают окончательно. Отметим, что необходимое усилие для монтажа болтов указано в ГОСТах. Правильный монтаж фитинга обеспечивает следующая последовательность:

Слегка затягивают любой первый болт, второй выбирают напротив него.
Третья деталь находится на 90 от первой и второй. Четвертая – напротив нее.
Алгоритм продолжается, пока не будут подтянуты все болты.

Арматуру с четырьмя отверстиями затягивают «крест-накрест».

Чтобы добиться непроницаемости конструкции и не сорвать резьбу, используют инструменты: ручной и гидравлический ключи; шпильконатяжители; пневмогайковерт. Установку вручную способны провести только опытные специалисты.

По истечении 24 часов после запуска стального трубопровода затяжка может ослабиться на 10%. Этому способствует тепловое расширение, вибрация системы, микросмещения прокладки и некоторые другие факторы. Поэтому на следующий день еще раз подтягивают соединения.

Источник https://stroy-podskazka.ru/flanec/vse-o-soedineniyah/

Источник https://gorgaznn.ru/montazh/mezhflancevoe-soedinenie.html

Источник https://kotelsibir.ru/truby/flancevoe-soedinenie-eto.html