2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выбрать фланцы

Что такое фланец: технические характеристики и применение

Использовать сварные швы на элементах трубопровода не всегда удобно. В некоторых местах требуется установка дополнительных изделий – задвижек, насосов. Тогда на помощь приходит фланец – специальная деталь, предназначенная для соединения труб там, где сварка не подходит. Они классифицируются по размерам, материалам изготовления, типу поверхности и другим критериям.

Фланец – определение понятия

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.

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.

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.

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.

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.

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

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:

  • 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:

Читать еще:  Металлопластиковые трубы характеристики и монтаж

  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.

Справочник по подбору фланцевых соединений. Часть 1. Фланцы.

Исполнение с 1 по 9. Определяет вид поверхности под прокладку.

Материал (представлен российскими марками стали).

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

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

Условный проход. Особенности его обозначения

Стоит сразу же отметить, что условный проход не является внешним диаметром трубы, а обозначает проход (сечение), по которому протекает среда через фланцевое соединение. Одной из особенностей фланцев стальных плоских приварных и стальных свободных на приварном кольце на диаметры условного прохода Ду 100,125 и 150 мм является то, что возможны три их конструкции под различные наружные диаметры трубы.

Поэтому при заказе этих фланцев на Ду 100,125 или 150 мм необходимо указывать букву, соответствующую требуемому диаметру трубы. Если в заявке (спецификации) на данные типоразмеры фланцев буква не указана, то фланцы изготавливаются под следующие диаметры трубы: 100А, 125А, 150Б (табл. 3).

Следующей особенностью фланцев с диаметром условного прохода Ду > 200 мм является то, что из-за различных классов точности изготовления труб и фланцев, расточка внутреннего диаметра фланцев плоского, свободного и его кольца допускается по фактическому наружному диаметру трубы с зазором на сторону не более 2,5 мм, т. е. по всему внутреннему диаметру фланца и кольца не более 5,0 мм. Другими словами, при изготовлении трубы возможно отклонение от идеальной формы круга, таким образом, труба может не соответствовать внутреннему диаметру фланца, что в свою очередь затрудняет соединение трубы и фланца.

Внимание! При оформлении заказа учитывайте показатели по давлению, температуре среды и марку стали, из которой выполнен фланец. Не всегда можно сочетать нужные вам давление и марку стали.

Более подробно об этом смотрите в табл. 1, также вы можете получить информацию по интересующему вас фланцу в материалах государственного стандарта (ГОСТ 12816-80).

Если при заказе не оговорены особенности конструктивного исполнения присоединительных размеров (ряд 1 или 2), то изготовление фланца по умолчанию осуществляется в соответствии с рядом 2. Конструктивным отличием фланцев ряда 1 от фланцев ряда 2 является разное количество отверстий в нем под крепежные болты (шпильки) и их диаметры.

Например, фланец на Ду 300 мм и Ру 63 кгс/см 2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 36 мм, а ряда 2—39 мм. Аналогично, фланец на Ду 80 мм и Ру 10 кгс/см 2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 18 мм с общим их количеством 8 шт., а ряда 2 соответственно — 18 мм и 4 шт. Поэтому эту особенность необходимо учитывать при заказе фланцев в качестве ответных под запорную арматуру.

Еще одной важной конструктивной особенностью всех изделий, составляющих фланцевое соединение, является условное давление, которое может выдержать соединение. Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Фланец стальной плоский приварной (ГОСТ 12820-80) и фланец стальной свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) выдерживают давление до 25 кгс/см 2 , а вот фланец стальной приварной встык (ГОСТ 12821-80) может выдерживать давление до 200 кгс/см 2 .

При этом особенностью данного показателя является то, что он может выражаться в различных единицах измерения: кгс/см 2 , Па, МПа, атм, бар. Единицей измерения при производстве и обозначении фланцев является кгс/см 2 . Во избежание недоразумений при заказе продукции всегда указывайте единицу измерения давления.

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 2), а для свободного фланца различные исполнения возможны только у приварного кольца. Поэтому при подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности.

Исполнение 1. Используется при условном давлении не выше 63 кгс/см 2 . Для трубопроводов, транспортирующих вещества А и Б технологических объектов I категории взрывоопасное не допускается применение фланцевых соединений с исполнением I уплотнительной поверхности, за исключением случаев применения спирально навитых прокладок с ограничительным кольцом.

При этом существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:

Исполнение 1 (с соединительным выступом) с исполнением 1;

Исполнение 2 (с выступом) с исполнением 3 (с впадиной);

Исполнение 4 (с шипом) с исполнением 5 (с пазом);

Исполнение 6 (под линзовую прокладку) с исполнением 6;

Исполнение 7 (под прокладку овального сечения) с исполнением 7;

Исполнение 8 (с шипом) с исполнением 9 (с пазом) с обязательным использованием фторопластовой прокладки.

Последней отличительной конструктивной характеристикой фланца является используемый материал. Фланцы могут изготавливаться из углеродистых и легированных сталей, а также из нержавеющих сталей. В настоящее время для изготовления фланцев используют большое количество марок стали, наибольшее распространение из которых получили ст.20, СТ.09Г2С, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т.

Марки стали подбираются с учетом использования фланцев на данную рабочую температуру, условное давление и транспортируемую среду в трубопроводе. Требования на марку стали фланца в зависимости от рабочего давления и температуры среды приведены в ГОСТ 12816-80 (табл. 1).

Памятка покупателя или как правильно оформить заказ на фланец

При оформлении заказа следуйте четкому порядку общепринятых обозначений:

1. Наименование детали: фланец.

2. Исполнение (поверхность под прокладку): 1-9.

3. Диаметр (условный проход) Ду, мм.

4. Давление Ру, кгс/см 2 .

5. Марка материала: Ст.20, Ст.12X18Н1 ОТ, Ст.09Г2С, Ст.15Х5М.

Читать еще:  Прочистка канализации специальными машинами

6. Стандарт (ГОСТ): ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 12822-80. Дополнительные обозначения:

7. Ряд: 1 (ряд 2 не указывается).

8. Форма: квадратный (круглый не указывается).

9. Наружный диаметр трубы: А, Б, В (указывается для фланцев с Ду 100,125,150) только для ГОСТ 12820-80 и 12822-80.

При заказе круглого стального плоского приварного фланца Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом) условное обозначение будет выглядеть так:

Фланец 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80

При заказе квадратного стального плоского приварного фланца Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом) условное обозначение будет выглядеть так:

Фланец квадратный 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80

О конструктивных характеристиках:

Наиболее распространенными в России и странах СНГ являются стандарты фланцев следующих типов:

  • фланец стальной плоский приварной, изготовленный по ГОСТ 12820-80
  • фланец стальной воротниковый ГОСТ 12821-80
  • фланец стальной свободный на приварном кольце. ГОСТ 12822-80

В зависимости от различных конструкций фланцевых соединений отличаются и монтажные условия изделий.

Фланец плоский приварной

одевается непосредственно на трубу и крепится по окружности трубы при помощи двух сварочных швов. Кольцо фланца имеет отверстия, предназначенные под болты или шпильки. Для облегчения выполнения операции по закреплению фланца на трубе, его внутренний диаметр имеет размер не намного превышающий наружный диаметр трубы. Используется при давлении в трубопроводе от 0,1 до 2,5 мПа.

Фланец воротниковый

имеет односторонний конусообразный выступ, внутренний диаметр которого соответствует внутреннему диаметру трубы. Благодаря такой конструктивной особенности фланец приваривается одним швом, что обеспечивает быстрое выполнение работ. Используется при давлении в трубопроводе от 0,1 до 20 мПа.

Стальной свободный фланец на приварном кольце

является конструкцией состоящей из двух основных частей, самого фланца и кольца, которое приваривается к трубопроводу. По умолчанию фланец и кольцо имеют одинаковые диаметры и ограничения по давлению. Такой способ монтажа, когда фланец остается свободным, позволяет проводить работы в труднодоступных местах. Использование свободного фланца применяется на практике в трубопроводах, где требуется частый периодический ремонт, съем части оборудования или проверка сетей. Фланец может применять при давлении от 0,1 мПа до 2,5 мПа. Допускается, при подборе свободных фланцев на нержавеющую трубу, использовать кольца из нержавеющей стали, а фланцы — из углеродистой стали.

Помимо трех стандартных видов фланцев, существуют также нестандартные фланцы, которые делаются в индивидуальном порядке на основе предоставленных заказчиком чертежей. В отличие от упомянутых выше типов, этот не имеет установленных стандартов и может варьироваться в зависимости от требований заказчики. С их помощью могут быть удовлетворены любые пожелания клиента.

Фланцы, созданные на основе зарубежных требований, существенно отличаются от отечественных. На территории РФ наиболее популярными стандартами являются американский ANSI и немецкий DIN, востребованный также во всей Европе.

Существуют также другие отечественные стандарты, которые предполагают создание стальных резьбовых фланцев, изолирующих фланцев для подводных трубопроводов и фланцы аппаратов и сосудов. От всех вышеперечисленных они отличаются не только своим видом, но и сферой использования.

Кроме того, их конструктивными отличиями являются:

  • Условный проход — изменяется в мм и обозначается «Ду»;
  • Условное давление — измеряется в кгс/см2;
  • Материал — отечественная сталь;
  • Исполнение с 1 до 9 — указывает на требуемый тип поверхности под прокладку.

Технологические характеристики:

Данный тип характеристик имеет отношение к тому, какие технологии и заготовки применяются для изготовления фланцев;

Круглые и квадратные фланцы. На сегодняшний день число арматуры для трубопроводов, которой необходим квадратный фланец, крайне мало, но она, тем не менее, востребована.

Поэтому для давления, не превышающего условное Ру 4 МПа (40 кгс/см2) в соответствии с ГОСТ 12815-80 предусматриваются не только круглые, но и квадратные фланцы. Заказывая второй вариант, не следует забывать, что диаметр фланца напрямую зависит от условного давления — чем оно выше, тем меньше должен быть диаметр.

Условный проход и особенности его обозначения:

Не стоит забывать, что внешний диаметр трубы и условный проход не являются одним и тем же. Условный проход представляет собой сечение, через фланцевое соединение которого протекает конкретная среда. Стальные плоские приварные и стальные свободные фланцы на приварном кольце с диаметрами условного прохода Ду 100, 125, 150 мм отличаются тем, что все три конструкции могут быть сделаны с учетом разных наружных диаметров труб.

Если вы заказываете один из этих фланцев на упомянутые Ду, требуется указать обозначение, указывающее на диаметр трубы. Если буквы не указаны, то фланцы делаются с учетом диаметров 100А, 125А и 150Б.

Еще одна особенность фланцев, диаметр условного прохода которых составляет Ду более 200 мм — это различные классы точности и, как следствие, недопустимость расточки внутреннего диаметра свободных и плоских фланцев, а также их колец по фактическому наружному диаметру с зазором больше 2,5 мм. Иными словами, по внутреннему диаметру он может достигать значения больше 5,0 мм. Таким образом, при производстве трубы круг может обладать не идеальной формой, как следствие — труба может не подойти к внутреннему диаметру фланца. Это может отрицательным образом сказаться на их соединении.

Проверить информацию о нужных фланцах вы можете проверить в материалах ГОСТ 12816-80.

Ряды:

Если в при заказе не обсуждались конструктивные особенности присоединительных разъемов, фланец автоматически делается с учетом особенностей ряда 2. Фланцы разных рядов отличаются друг от друга различиями в диаметре между отверстиями для крепежных болтов, а также их числе.

Так, фланец на Ду 300 мм и Ру 63 кгс/см2 ряда 1 имеет крепежные отверстия диаметром 36 мм, при этом аналогичный фланец ряда 2 обладает отверстием на 3 мм шире. По тому же принципу фланец на Ду 80 мм и Ру 10 кгс/см2 ряда 1 имеет диаметр отверстия, равный 18 мм, и таковых 8 штук, в то время как во 2 ряду он имеет уже 4 отверстия с тем же диаметром. Если вы заказываете фланцы как ответные для запорной арматуры, следует учитывать ряд.

Давление:

Другая конструктивная особенность любого изделия, входящего во фланцевое соединение — уровень условного давления. Различные соединения могут выдерживать давление разной мощности в зависимости от уплотнительной поверхности и размерных параметров фланца. Стальной плоский приварной фланец ГОСТ 12820-80 и стальной свободный на приварном кольце фланец ГОСТ 12822-80 имеют лимит давления 25 кгс/см2. В то же время, стальной приварной встык фланец ГОСТ 12821-80 поддерживает значительно больший уровень давления — до 200 кгс/см2. Давление может указываться в различных показателях — кгс/см2, бар, МПа, атм, Па, в то время как при изготовлении стабильно используется показатель кгс/см2. Чтобы не столкнуться с дальнейшими проблемами, всегда упоминайте, в каких единицах измерялось давление.

Исполнение фланца:

Соответственно требованиям ГОСТ, существует девять вариантов исполнения поверхности фланцев. Для свободных фланцев разные их типы возможны только у приварного кольца. Именно поэтому если вы заказываете ответные фланцы для арматуры, указывайте не только давление и условный проход, но и исполнение уплотнительной поверхности.

Исполнение 1. Применяется в случаях, когда условное давление не превышает 63 кгс/см2. Возможно использование в трубопроводах, применяемых для транспортировки веществ А и Б на технологических объектах I категории. Взрывоопасные вещества запрещены, если не используются спирально навитые прокладки с установленным ограничительным кольцом.

Схема стыковки зависит от исполнения:

Исполнение 1 (соединительный выступ) с исполнением 1;
Исполнение 2 (выступ) с исполнением 3 (впадина);
Исполнение 4 (шип) с исполнением 5 (паз);
Исполнение 6 (для линзовой прокладки) с исполнением 6;
Исполнение 7 (для прокладки овального сечения) с исполнением 7;
Исполнение 8 (шип) с исполнением 9 (паз) с применением фторопластовой прокладки.

Марки материала:

Последняя, но не менее важная конструктивная особенность фланца — тип применяемого материала. Допускается производство фланцев из легированной и углеродистой, а также нержавеющей стали. Число применяемых марок стали сегодня очень широко, но чаще всего используются ст.20, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т, СТ.09Г2С.

Выбор марки осуществляется с учетом температуры, типа среды и уровня условного давления. Вы можете обратиться к ГОСТ 12816-80, чтобы узнать типовые требования к стали в зависимости от указанных выше данных.

Читать еще:  Выравнивание деревянного пола способы и самовыравнивающейся смесью

Правильно оформляем заказ на фланцы:

Оформляя заказ, учитывайте верный порядок обозначений:

  1. Наименование (название) детали: фланец.
  2. Поверхность под прокладку (исполнение): от 1 до 9.
  3. Условный проход (диаметр): Ду, мм.
  4. Уровень давления: Ру, кгс/см2.
  5. Марка материала (стали): ст.20, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т, СТ.09Г2С.
  6. Стандарт по ГОСТ: ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12822-80, ГОСТ 12821-80.

Также предусмотрен ряд дополнительных обозначений, которые указываются только в случаях, когда параметры изделия по умолчанию не подходят:

  1. Ряд: 1 (2 не указывают).
  2. Форма: квадратный (круглый фланец не указывают).
  3. Наружный диаметр: А, Б или В (только для фланцев с Ду 100, 125, 150) по ГОСТ 12822-80 или 12820-80.

Пример:

Если вы хотите заказать круглый стальной плоский приварной фланец Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см2) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом), вам потребуется указать такое обозначение:

Фланец 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80

Если вам требуется аналогичный фланец, но не круглый, а квадратный, обозначение изменится:

Фланец квадратный 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80

Фланцы — очень важный элемент трубопровода

Фланец это деталь трубопровода в форме диска (кольца) с отверстиями для шпилек (болтов), необходимая при соединении труб и трубопроводной арматуры, а также для монтажа деталей трубопровода и для крепления оборудования к трубопроводу.

Методы изготовления фланцев

Фланец это деталь трубопровода в форме диска (кольца) с отверстиями для шпилек (болтов), необходимая при соединении труб и трубопроводной арматуры, а также для монтажа деталей трубопровода и для крепления оборудования к трубопроводу.

Фланцы могут изготавливаться разнообразными методами:

  • горячей штамповки;
  • газовой вырезки;
  • центробежного электрошлакового литья;
  • выгибания из стальной полосы;
  • ковочным методом.

То, каким способом изготовлен стальной фланец, определяет его конечную стоимость.

Фланцы чаще всего бывают из углеродистой, легированной и нержавеющей стали.

Рассмотрим некоторые методы изготовления фланцев более подробно.

1). Горячая штамповка

Шаг 1. Сталь разогревается до определенной температуры.

Шаг 2. Усилием специального пресса от 1,6 до 2,5 тысяч тонн отштамповывается заготовка.

Шаг 3. Заготовка помещается в штамп и повторным ударом формируется внешняя поверхность фланца.

Шаг 4. Раскаленная поковка помещается в пресс, где производится обрубка «облоя» (избыточного металла на штамповке) и вырубка отверстия в центре.

Шаг 5. Механическая обработка поковки — завершающий этап изготовления фланца.

Ковка (штамповка) придает фланцу отличные прочностные механические свойства.

Этот метод является самым дорогостоящим, однако, он наиболее распространен в России.

2). Метод газовой вырезки

Заготовка вырезается из стали определенной толщины.

На металлорежущем оборудовании заготовка приобретает нужную форму и размер, а на электросварочном оборудовании осуществляется ее сварка.

Такой метод заметно экономит на механообработке, тем не менее, это, можно сказать, единственный способ изготовления фланцев больших размеров, а также нестандартных изделий.

3). Центробежное электрошлаковое литье.

Расплавленный металл помещается в неподвижные или вращающиеся формы (литье под давлением).

Такой метод является наиболее дешевым, но фланцы, полученные таким методом, имеют пористый рыхлый металл и, следовательно, сниженные прочностные качества.

Классификация стальных фланцев

Плоский фланец (ГОСТ 12820-80).Одевается на трубу, а затем сваривается по периметру соединения. Применяется при t от -70 до 450 °С, давлении до 25 кгс/см².

При монтаже труба вдевается во фланец, обваривается двумя швами (внутри и снаружи) по поверхности торца.

Такое соединение весьма трудоемко, ведь выполняется два сварных шва, а для совмещения отверстий — приходится вращать трубу.

Свободный фланец на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) более удобен при монтаже. Он используется в труднодоступных местах и там, где необходим частый ремонт. Эксплуатируется при t от -70 до 450 °С и давлении до 25 кгс/см².

Соединение стальных свободных фланцев на приварном кольце.

Шаг 1. Фланец надевают на трубу, которая вдевается в кольцо, а затем обваривается. Так же обваривается и другая часть соединения. В результате к трубам приварены лишь кольца, фланцы же легко вращаются на трубах или патрубках.

Шаг 2. Концы приближают друг к другу, а, вращая фланцы, достигают совпадения отверстий по контуру. Далее вставляют шпильки или болты и все стягивают гайками.

При таком соединении не нужно поворачивать трубу или добиваться совпадения отверстий перед сваркой. Также оно весьма удобно в труднодоступных местах и там, где необходима регулярная проверка фланцевого соединения (к примеру, в химической промышленности).

Воротниковый фланец (другое название — «стальной приварной встык»). С помощью дополнительного «юбочного» кольца воротниковые фланцы стыкуются с трубой. После соединение «обваривается» сварочным швом. Применим при t от -253 до 600 °С, давлении до 200 кгс/см²

Соединение воротниковых фланцев. В ходе монтажа конец трубы торцом соединяется с торцом фланца (так называемым «воротником») и обваривается только одним швом. Соединение получается гораздо быстрее и проще.

В технической литературе типы фланцев обозначаются так:

    1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80, где

1 — это исполнение фланца;

65 — это условный проход (Ду);

25 — это условное давление (Ру);

09Г2С — это марка стали.

Исполнения фланцев

Согласно требованиям ГОСТ поверхности фланца бывают девяти различных исполнений (для свободного фланца возможны только у приварного кольца).

Существует схема стыковки фланцев по исполнениям:

  • Исп-е №1 (с соединительным выступом) стыкуется с исполнением №1;
  • Исп-е №2 (с выступом) — с исполнением №3 (с впадиной);
  • Исп-е №4 (с шипом) — с исполнением №5 (с пазом);
  • Исп-е №6 (под линзовую прокладку) — с исполнением №6;
  • Исп-е №7 (под прокладку овального сечения) — с исполнением №7;
  • Исп-е №8 (с шипом) — с исполнением №9 (с пазом) с непременным использованием прокладки из фторопласта.

Условный проход фланцев (Ду)

К примеру, у нас имеется две трубы, стыкующиеся между собой, либо патрубок на теплообменнике или какой-нибудь емкости. Иногда считают, что обозначение наружного диаметра трубы или патрубка должно соответствовать внутреннему диаметру фланца — это заблуждение.

Рядом с обозначением фланца обязательно указывается буква. Если буквы нет, подразумевается, что это буква А.

Данная зависимость имеется у плоских фланцев и фланцев с приварным кольцом, у воротниковых встык этой зависимости нет. Условный проход фланцев — основной параметр — от него зависят все геометрические размеры. Т.е., зная величину условного прохода фланцев, все остальные величины присваиваются автоматически.

Например, Ду 100 соответствует наружный диаметр трубы 108 мм или 114 мм (это зависит от исполнения и от буквы А или Б (ГОСТ 12816-80).

Условное давление (Ру)

Условное давление – это давление, которое способно выдержать соединение. Его показатель зависит от размеров и уплотнительной поверхности фланцев. Фланец стальной плоский приварной, а так же фланец стальной свободный на приварном кольце, выдерживают давление до 25 кгс/см2. Фланец стальной приварной встык выдерживает давление до 200 кгс/см2.

Единицей измерения для фланцев является кгс/см2.

Фланцевые соединения, состоят из:

  • — фланца;
  • — комплекта крепежа (шпильки, гайки, шайбы);
  • — прокладки (паронитовые, фторопластовые, графитовые, стальные и т.д.).

Подбор необходимого крепежа.

Для правильного подбора крепежных элементов нужно помнить о том, что ими будет укомплектовано конкретное фланцевое соединение, а, следовательно, нужно учитывать такие параметры, как:

  • — рабочее давление;
  • — рабочая температура;
  • — рабочая среда (газ, вода, пар, нефть и др.);
  • — внешняя среда.

Кроме этих параметров выбор крепежа зависит от марки стали, из которой выполнен фланец.

Количество отверстий во фланце зависит от размера фланца (Ду) и условного давления (Ру).

Прокладки для фланцев

Прокладки — это сжатые листы или кольца, необходимые для создания герметичного соединения двух поверхностей. Прокладки необходимы для работы в экстремальных температурных условиях и давлениях. Они выполняются из металлических, полуметаллических и неметаллических материалов.

Принцип уплотнения состоит в сжатии прокладки между двумя фланцами, когда прокладка заполняет микроскопические неровности на поверхности фланцев, образуя уплотнение, не допускающее утечку жидкостей и газов. Для того, чтобы добиться герметичности во фланцевом соединении, требуется правильная установка прокладки.

Фланцы стальные, выполненные методом горячей штамповки и методом литья – купите в сети магазинов «Сила Воды»!

Права на статью принадлежат ООО «Сила Воды» (с). Полная или частичная перепечатка возможна только с разрешения правообладателя

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector