Что такое фланец трубы?

Что какое фланец

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.

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.

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.

Устройство

Стандартные фланцы по внешнему виду напоминают металлическое кольцо, на котором расположены специальные отверстия для шпилек либо болтов. На некоторых видах этих элементов могут быть выступы, впадины, шипы, пазы.

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.

Нормативная отраслевая документация

Способы производства фланцев, используемые материалы, технические характеристики, рекомендуемые области их назначения в Российской Федерации регламентированы государственными и межгосударственными отраслевыми стандартами.

Таблица 1 — Типы фланцев и соответствующие им ГОСТы

На современном этапе существует 2 подхода к классификации фланцев: по типу соединения и способу изготовления.

Типы фланцев по способу соединения

  • Воротниковый

Данный тип фланцев предназначен для эксплуатации в температурном диапазоне от минус 253 до плюс 600°С в конструкциях с чрезвычайно высоким давлением. Он имеет конусообразное исполнение, что позволяет обеспечить работоспособность арматуры в указанных условиях. Сглаженный переход воротникового фланца в корпус трубопровода достигается за счёт внедрения конуса фланца, его наибольший диаметр должен соответствовать диаметру корпуса трубопровода. Конструкция фланца эффективно снижает появление возможных препятствий при прохождении рабочей среды, турбулентности потока и способствует распределению возникающих напряжений в трубопроводе.

  • Свободный (накидной)

Фланцы данного типа разработаны в таком исполнении, что они свободно вращаются и перемещаются вдоль каркаса трубопровода, что упрощает устройство выемок для крепежных элементов. Их не требуется приваривать или жестко фиксировать. Соединение трубопроводов осуществляется двумя сварными швами по углам на внешней и внутренней поверхностях. Данные фланцы не имеют выпуклой поверхности. Радиус поверхности стыка обычно стандартный и совпадает с радиусом трубы и остальных используемых фланцев. Часто используются в комплекте с фланцами других типов.

Предназначены для невысоких рабочих давлений и температурного диапазона от минус 30º до плюс +300°С. Имеют небольшие сроки службы и не применяется в трубопроводах с жидкой рабочей средой. Тем не менее, сделанный из качественной углеродистой стали, фланец свободного типа эффективен как бюджетный вариант исполнения для применения в коррозийно-устойчивых трубопроводах.

  • Раструбный

Исторически фланцы раструбного типа были предназначены для труб малого диаметра с высоким рабочим давлением. Сроки их службы по сравнению с фланцами свободного типа значительно выше. В настоящее время используются для соединений арматуры, работающей в температурном диапазоне от минус 20 до плюс 70°С. Соединение с каркасом трубы достигается сваркой с одного угла на внешней поверхности фланца. Недостатком фланца данного типа является высокая вероятность разрыва, особенно в коррозионно-неустойчивых трубопроводах, поэтому их использование ограничено.

  • Приварной плоский

Фланцы данного типа применимы в диапазоне рабочих температур от минус 70º до плюс 450ºС и максимальных давлений до 2,5 МПа. Являются наиболее распространенными, просты в изготовлении и имеют относительно низкую стоимость. Обычно, имеют конструкцию различной геометрической формы с отверстием под заданный диаметр арматуры и отверстиями под крепежные элементы.

При стягивании фланцев данного типа болтами или шпильками получается косвенное бесконтактное соединение только за счёт уплотнительной прокладки. Могут применяться, в том числе, и в качестве опорных элементов для трубных конструкций различных технических объектов. Приварные плоские фланцы обеспечивают прочное присоединение опор к основанию и хорошо подвергаются демонтажу путем открепления болтов или шпилек.

  • Резьбовой

Резьбовые фланцы предназначены для объектов, эксплуатируемых в специфических условиях. Главное преимущество состоит в возможности их фиксирования на трубе без применения сварочных работ, только за счёт резьбового соединения, в редких случаях их совмещением. Резьбовые фланцы часто используются в трубах небольшого диаметра и не применимы для конструкций, выполненных из труб малой толщины, так как нет возможности нанести на них резьбу.

  • Глухой

Глухой фланец (заглушка) представляет собой плоскую деталь без центрального отверстия под трубопровод, но с отверстиями по диаметру под крепежные элементы. Цель его применения – временное или постоянное перекрытие («заглушка») рабочего потока на торцевых концах каркаса трубы.

Широкое распространение заглушки получили в газопроводах, холодных водопроводных магистралях, системах ливнестоков и др. Температурный диапазон применения достаточно широк: от минус 70 до плюс 600°С.

Зачем и как при монтаже трубопроводов применяют фланцевое соединение

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.

  1. Что такое фланец
  2. Области применения деталей для соединения
  3. Особенности фланцевого соединения
  4. Разновидности фланцев
  5. Технология монтажа фланцевого соединения

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.

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.

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.

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.

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.

Читайте также  Можно ли красить пластиковые трубы?

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.

Технология монтажа фланцевого соединения

Перед монтажом межфланцевых соединений выполняются подготовительные работы. Соединители очищают от ржавчины, прогоняют резьбу на крепеже. Аккуратно вырезают прокладку и правильно выбивают в ней отверстия под трубу и болты. Прокладка не должна закрывать трубу и отверстия под крепеж. Выполнять герметизацию стыка использованными ранее прокладками нельзя.

После сведения стыкуемых элементов в нижнее отверстие и в два по горизонтальному диаметру вставляются три крепежа. Затем между ними опускается прокладка и размещается строго по центру к трубе.

После этого от руки затягивают один из крепежей. Следующим затягивают противоположный по диаметру. Затем устанавливают пару болтов, отступив четверть окружности от первой пары. Таким способом вставляются и поджимаются все крепежи.

Как правило, порядок крепления указан в чертеже, прилагаемом к изделию.

Окончательная затяжка гаек должна выполняться равномерно. Для этого лучше использовать гайковерты или ручные ключи без дополнительных удлинителей. За первые 24 часа работы усадка прокладки, рабочие вибрации приведут к ослаблению обтяжки. Поэтому необходимо проконтролировать стык и завернуть крепежные гайки, придав креплению прочность.

Монтаж фланцевых соединений не является сложным в исполнении, но из-за повышенной опасности конструкций к нему допускаются только специально подготовленные работники. Опасность связана с агрессивной средой наполнителя или его высоким давлением. По этой причине контроль за монтажом стыков возлагается на инженера.

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.

Читайте также  Как подключить провод обогрева труб?

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

Фланцевое соединения труб: типы фланцев и установка соединения

Функции и особенности фланцевого соединения

Что такое фланец трубы? Это — плоская пластина из стали кольцеобразной (реже – квадратной или прямоугольной) формы. Посредине на ней имеется отверстие, куда вставляют торцевой участок трубы. Края пластины оснащены несколькими отверстиями, расположенными на одинаковом удалении друг от друга: в них продеваются болты или шпильки, и зажимаются гайками.

Фланцевые соединения трубопроводов выступают в роли хорошей альтернативы сварке и муфтам, с возможностью быстрой сборки и разборки. Установка сопровождается привариванием торцовой части и пропускного фланцевого прохода между собой. Далее происходит стягивание обеих пластин друг с другом при помощи ключей соответствующего размера. Если речь идет о фланцах больших размеров, при закручивании потребуются трубные рычаги.

Чтобы сделать стыковку герметичной, применяются уплотнительные резиновые или фторопластовые прокладки. Кроме того, в случае возникновении нужды в перекрывании определенных участков трубопровода для проведения ремонта предусматривается использование специальных заглушек, называемых обтюраторами. Данным способом трубопроводы могут стыковаться к различным устройствам и технологическим емкостям: в основном это – теплообменники. Для этого конец трубы оснащается наварным фланцем, подключаемым к заборной трубе агрегата.

Фланцы по типу применения делятся на следующие виды:

  1. Стыкующие между собой отдельные участки трубопроводов. Рассчитаны на давление 0,1 – 20 Мпа (ГОСТ №12815).
  2. Обеспечивающие возможность стыковки трубопроводов с оборудованием и емкостями (ГОСТ №28759).

Чтобы рассчитать фланцевые соединения, существует специальная литература с соответствующими таблицами.

Обозначение фланцев

Каждый вил фланцев обозначается по-своему:

Плоские приварные фланцы

Разберем на примере обозначение плоских приварных фланцев:

Фланец 1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80

Фланец плоский приварной исполнения 1 с условным проходом(Ду) – 65мм, рассчитан на условное давление в 25кгс/см2 , изготовлен из стали 09Г2С в соответствии с ГОСТ 12821-80.

При выборе фланца под фторопластовую прокладку после цифры Ду, указывают букву Ф.

Воротниковые фланцы

Фланец 1-1000-100 ст. 12х18н10т ГОСТ 12821-80

Обозначает фланец исполнения 1, с условным проходом 1000, рассчитан под давление 100кгс/см2, изготовлен из стали 12х18н10т, которая является конструкционной нержавеющей сталью.

Для квадратных фланцев дополнительно в названии указывают – фланец квадратный.

Также как и в плоских фланцах при использовании фторопластовой прокладки указывают букву Ф.

Свободные фланцы на приварном кольце

Фланец 50-6 СТ20 ГОСТ 12822-80

Кольцо 1-50-6 СТ 35 ГОСТ 12822-80

Здесь: 50 – условный проход, условное давление 6кгс/см2, фланец изготовлен из стали ст20, кольцо из стали ст35.

Для условного прохода 100, 125, 150 необходимо также указывать букву(А, Б, В), по умолчанию – А.

Прокладки для фланцевых соединений

Важно герметизировать узел и соединения, которые находятся под превышающем норму давлением, часто взаимодействующие с агрессивной средой.

Вид фланца или давление, температура и прочие факторы обуславливают тип герметизирующих прокладок:

  • КЩ(7338-77) – резина техническая кислотощелочная;
  • МБ(7338-77) – резина маслобензостойкая;
  • Т(7338-77) – резина техническая теплостойкая;
  • ПОН(481-80) – паронит общего назначения;
  • ПМБ(481-80) – паронит маслобензостойкий;
  • Картон асбестовый;
  • Фторопласт-4.

Какие бывают фланцы

Виды фланцевых соединений трубопроводов перечислены в специальной нормативной документации.

Для стыкования труб из стали применяют следующие типы фланцев, в зависимости от материала изготовления:

  • Литой серый чугун (ГОСТ №12817-90). Изделиями из этого материала оснащается литая арматура, трубные соединения промышленных аппаратов и чугунных производственных сосудов. Они способны выдерживать давление от 0,1 до 16 Мпа, при температурном режиме от -15 до +300 градусов.
  • Литой ковкий чугун (ГОСТ №12818-80). Стыкуются трубы, устанавливается арматура, подключаются магистрали и емкости из аналогичного материала. Рассчитаны на давление 1,6-4 Мпа и температуру от -30 до +400 градусов.
  • Литая сталь (ГОСТ №12819-80). Способны соединять трубы и арматуру всех разновидностей, комфортно перенося давление 1,6 – 20 Мпа и температуру от -250 до +600 градусов.
  • Приварная сталь, плоские (ГОСТ №12820-80). Данные элементы рассчитаны на давление 0,1-2,5 Мпа. Допустимая температура: от -70 до +300. Обтюраторы также относятся к данному типу.
  • Сталь, для стыковки сваркой (ГОСТ №12821-80). Работают при давлении 0,1-20 Мпа и температуре от -250 до +600.
  • Сталь, имеют приварное кольцо. Показатели давления: 0,1-3 Мпа. Температура: от -30 до +300 градусов.

Конструктивные особенности

Фланцы имеют некоторые конструктивные особенности, как и другие трубные или запорные арматуры. Во время выбора фланца нужно разбираться в расшифровках и отличительных особенностях:

Условный проход

Условный проход — это внутренний диаметр трубы, запорной арматуры, на которую приваривают фланец, или фасонной части. Его принимают только исходя из условного прохода трубы.

Плоские фланцы, у которых условный проход равен 100, 125 и 150, исполнение обозначают буквой (А, Б, В). Буква указывает внешний диаметр трубы. В случае неуказанной буквы по умолчанию выбирают букву А.

Геометрический размеры фланца зависят от условного прохода. Для одного и того же фланца могут быть два различных способа производства — ряд1 и ряд2. В двух случаях различаются межосевые расстояния между присоединительными отверстиями, а в отдельных случаях отличны диаметры соединительных отверстий. По умолчанию фланцы изготовляют по ряду 2.

Давление

Одна из функций фланцевого соединения — выдерживать давление системы и не допускать появление протечки или разрушений. Этот показатель называют условным давлением, и он зависит от геометрических размеров, исполнения, материалов фланца и прокладки для уплотнения.

Температура

Температура фланца зависит от рабочей температуры жидкости. Нужно учитывать — параметры давления и температуры обратно пропорциональны. Взаимозависимость выражают линейной интерполяцией. Специальные ГОСТы приводят таблицы зависимости рабочей температуры и давления для каждого фланца.

Конструкционные разновидности фланцев

Кроме материала изготовления и способа монтажа, для классификации фланцев применяется такой критерий, как конструктивное исполнение.

По данному принципу соединительные элементы разделены на 8 основных групп (согласно ГОСТу №12820):

  1. Конструкция имеет соединительный выступ (фаску), для выполнения которой выбран угол в 45 градусов.
  2. Выступ имеет угол 90 градусов.
  3. Фаска в 45 градусов и дополнительная выборка (впадина) по внутреннему торцевому участку.
  4. Внутренняя выборка и фаска в 90 градусов.
  5. Внутренний паз, которым оснащена вся окружность изделия.
  6. Имеет внутреннюю фаску специально под возможность применить вибровставку.
  7. Фаска под овальную прокладку.
  8. Аналог 4-го и 5-го типов, однако дополнительно имеется фаска для линзовой вставки.

Фланцы компрессионного типа, стыкующие трубы из стали и пластика, образуют отдельную линейку соответствующего товара. Состоят из двух частей – пластины и муфты, предназначенной для ПЭ труб. Данными изделиями могут оснащаться магистрали, имеющие давление до 10 Мпа. При помощи т.н. «компрессионных адаптеров» обеспечивается возможность стыковки труб из пластика и металлической арматуры.

Задачей вибровставки (фланцевой вставки) является достижение максимального шумопоглощения и снижения вибрации, которой сопровождается работа трубопроводов. Для изготовления вибровставок обычно применяют термоустойчивую резину с кордовым основанием: это делает прокладку более жесткой и устойчивой к изменениям ее формы вследствие давления фланцевых пластин.

Диаметры вибровставок могут быть различными, от 25 до 800 мм, с возможностью использования на магистралях по транспортированию воды, газа, пара и других химически инертных веществ. Для вибровставок диаметром 25-200 мм установлен предел давления в 16 Мпа, 250-600 мм – 10 МПа, с возможностью выдерживать нагрев до +110 градусов. Для подобных прокладок не страшно явление линейного удлинения трубопроводов: допустимые пределы сжимания и разжимания — 12-20 мм.

Область применения фланцев

Сам фланец не является соединительным элементом: его задача — опора для крепежных болтов и обеспечение герметичности этого стыка. Как запорные или соединительные элементы фланцы применяются в коммуникациях системы ЖКХ, нефтяной и химической промышленности, топливной и газовой отрасли. Достаточно прочное и долговечное фланцевое соединение труб применяется и для установки на систему измерительных приборов. Различные технологии и типы материалов, применяющиеся для изготовления фланцев, позволяют успешно эксплуатировать даже системы, проводящие агрессивные среды под высоким давлением.

Читайте также  Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб характеристики


Фланцевое соединение стального трубопровода

Для монтажа трубопроводов обычно используются диски из того же материала, что и основные элементы. Это обеспечивает равномерность нагрузки и страхует от повреждения элементов в результате перепадов температуры на швах материалов с разной теплопроводностью. Соответственно, фланцевое соединение полиэтиленовых труб производится аналогичным узлом, но для стальных труб может применяться фланец из чугуна, алюминия, латуни, бронзы. Тем не менее, лидером является углеродистая стиль – недорогой, простой в обработке и практичный материал.

Специфика конструкции фланца

Что такое фланцевое соединение трубопроводов? Кроме вышеуказанных соединительных пластин, в составе фланцевого крепежа входит болт (как вариант – шпилька), гайка и шайба. Как следует из нормативных предписаний (ГОСТ №12816), болтами могут оснащаться трубопроводы, где рабочая среда имеет давление не выше 25 МПа. В случае превышения данного параметра рекомендуется использовать монтажную шпильку, имеющую вид стального стержня, с резьбой по обоим краям. Соединения шпильками считаются на порядок прочнее, чем в случае использования болтов.

Установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах с показателем давления выше 100 Мпа осуществляется шпильками из стали № 35. Если давление ниже 100 Мпа, подойдут шпильки из 20-й стали. Фланцевые шайбы – это такие пластины, которые подкладывают под гайку или болт для увеличения их площади опоры. Обычно их делают стальными. Во фланцевых соединениях для болтов, шпилек и шайб допускаются классы прочности 8.8, 6.6 и 5.6.

Что касается трубопроводов для транспортировки агрессивных жидких веществ, потребуется обязательная установка специального защитного кожуха. Он имеет вид чехла, для изготовления которого применяют гидрофобный текстиль, листовую сталь или термостойкие полимеры: они удерживают рабочую жидкость от разбрызгивания в случае разгерметизации фланцевого соединения.

Диаметры защитных кожухов могут быть от 15-ти до 1200 мм. Самыми популярными в этом отношении являются изделия из фторопласта, способные комфортно переносить температуру от -200 до +230 градусов, не деформируясь в течении длительного времени. Кроме того, такие кожухи достаточно легкие, поэтому дополнительной нагрузки на магистраль не происходит. В продаже представлены в разборном виде, для сборки по месту эксплуатации прилагается соответствующая схема.

Фланцевое соединение

Содержание

Фланец – плоское кольцо, по контуру которого равномерно проделаны отверстия для крепежа.

Назначение фланца – монтаж труб, трубопроводной арматуры и другого технического оборудования. Область применения включает ЖКХ, сельское, транспортное хозяйство, практически все сферы промышленности.

Фланцевое соединение состоит из пары фланцев, закрепленных гайками, с уплотнительной прокладкой между ними. Его отличает простота сборки, возможность замены деталей, прочность стыковки. Оно упрощает:

  • ремонтные работы;
  • профилактическую чистку;
  • обновление трубопроводных элементов.

Разнообразие материалов обеспечивает широкую эксплуатацию фитинга. Климатические условия, транспортируемые вещества (нефть, газ, жидкости, агрессивные среды) могут быть почти любыми.

Типы фланцевых соединений

ГОСТ 33259-2015 выделяет шесть конструкций изделия. Первые из них – стальные плоские фланцы. Их отличает устойчивость к сильно агрессивным средам, простота установки.

  1. Приварной. Кольцеобразную арматуру надевают на трубу и приваривают по ее периметру двумя швами.
  2. Свободный на приварном кольце. Состоит из диска и кольца. Первый приваривают к трубопроводу. Свободное кольцо большего размера крепится на трубу, стягивает и фиксирует конструкцию.
  3. Свободный на отбортовке. Для фиксации торец трубопровода преобразуют в плоскую упорную поверхность. Применяется с арматурой из мягких цветных металлов.
  4. Свободный на хомуте под приварку. Аналогичен 2 типу. В роли кольца выступает хомут.

Внутренний диаметр свободных фланцев больше, чем наружный у труб. За счет этого упрощается проворачивание элемента, что облегчает установку.

Оставшиеся типы имеют «воротник», выступ в виде усеченного конуса с внутренней стороны кольца. Отсюда название – «воротниковые». Они обеспечивают большую целостность системы.

  • Фланец стальной приварной встык. Сварной шов соединяет встык торец трубы и фланцевый выступ;
  • Фланец корпуса арматуры. Является частью патрубка, не производится отдельно.

Исполнения

Исполнение – характеристики геометрии соединительной поверхности. Они зависят от технологического применения элемента. Независимо от стандарта, первое исполнение – базовое и самое используемое.

Согласно тому же ГОСТу, выделяют девять исполнений уплотнительных поверхностей:

  • А – плоскость;
  • В – соединительный выступ;
  • С, L – шип;
  • D, M – паз;
  • E – выступ;
  • F – впадина;
  • J – под прокладку овального сечения;
  • K – под линзовую прокладку.

Материал фланцев

Наряду с другими характеристиками государственный стандарт предписывает материал для производства арматуры. Как правило, состав последних подбирают под состав труб. К другим критериям подбора относят:

  • температурный режим;
  • стойкость к коррозийным процессам;
  • давление;
  • химическую агрессивность рабочих сред;
  • пластичность.

Обычно материалом для арматуры служат сталь, чугун. Среди стальных сплавов чаще берут конструкционный углеродистый ст.20; конструкционный низколегированный 09г2с; нержавеющий 12х18н10т. Реже используют алюминий, латунь, бронзу, титан, полипропилен.

Требования предъявляются и к герметичным прокладкам. Выбор их материала зависит от назначения магистрали, характеристик соединения, рабочей среды. Они бывают:

  • неметаллические, самый распространенный тип (резина, фибра, паронит, фторопласт, асбокартон);
  • металлические (медные, стальные). При этом твердость металла должна быть меньше, чем у фланцевого состава.
  • комбинированные, изготовленные из двух и более материалов (например, металл-полимер/графит, резина-полимер).

Таблицы зависимости материала от условий эксплуатации представлены в ГОСТах.

Стандарты

Для типизации фланцев по всему миру были созданы несколько классификаций. Их действие распространяется на определенные группы стран:

  • ГОСТ – территория Содружества Независимых Государств;
  • DIN – Европа;
  • ANSI/ASME – США, Япония, Австралия.

Для поиска соответствия между системами обращаются к таблицам переводов.

В Российской Федерации действует несколько национальных стандартов. Главный из них – ГОСТ 33259-2015. Он распространяется на фланцы с номинальным давлением до PN 250. Помимо параметров соединительной поверхности, исполнения, материала стандарт регламентирует:

  • условный проход или внутреннее сечение фитинга;
  • давление ‒ зависит от геометрических типоразмеров;
  • размеры уплотнительных поверхностей;
  • вес;
  • температура применения;
  • технические требования;
  • общие размеры стальных и чугунных изделий.

ГОСТ объединил и заменил ГОСТы 12815-80, 12816-80, 12817-80, 12818-80, 12819-80, 12820-80, 12821-80, 12822-80. Фланцы специфического назначения, например, резьбовые, регламентируются другими действующими стандартами. Их применяют редко.

Установка

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

Подготовка

  1. Визуальная проверка фланцев, элементов крепежа на наличие механических повреждений (выбоин, царапин), коррозии.
  2. Очистка, обезжиривание фланцевой поверхности.
  3. Удаление заусенец, смазывание крепежных деталей.
  4. 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:

  1. Слегка затягивают любой первый болт, второй выбирают напротив него.
  2. Третья деталь находится на 90 от первой и второй. Четвертая – напротив нее.
  3. 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.

© ЗСПА — детали трубопроводов, 2021 Поставка трубопроводной арматуры по России и СНГ