Фланец в шкафу что это

Обновлено: 17.05.2024

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.

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.

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.

Ответные фланцы: виды и назначение

Одними из наиболее распространенных комплектующих трубопроводной системы являются фланцы. Они бывают двух видов: обычные и ответные. Последние отличаются особенностями эксплуатации, и используются на определенных сооружениях.

Ответные фланцы или, как их еще называют, контрфланцы являются встречной деталью фланцевого соединения. Другими словами, такие детали всегда используют в тандеме со стандартным крепежным элементом.

Предназначение ответных фланцев заключается в усилении герметизации и прочности крепления. Внешне такой соединительный элемент выглядит как металлический диск с боковыми отверстиями. Последние предназначены для установки фиксирующих аксессуаров.

Преимущества использования контрфланцев заключаются в следующем:

усиление герметичности между двумя стыковочными трубами;

после демонтажа фланцы практически всегда остаются в надлежащем состоянии, поэтому их смело можно использовать еще раз;

невысокая стоимость самих деталей.

Фланцы выполнены из качественного металла, поэтому устойчивы к появлению коррозий и спокойно выдерживают резкие перепады температур.

Виды и характеристика комплектов

Все контрфланцы между собой можно разделить на категории по нескольким направлениям. Так, по модификации соединительных деталей выделяют следующие группы.

Предназначенные для гладких соединений. Их чаще всего устанавливают на трубопроводы с относительно низким давлением. Они не отличаются герметичностью, в них нет выточки под прокладку. К преимуществам этих фланцев относится простой монтаж.

С выточкой под прокладку. Этот вариант больше всего подходит в тех случаях, когда необходимо обеспечить повышенную герметичность. Для удобства крепления оснащены специальными шипами.

Предназначенные для конструкций, где присутствует высокое давление. Они оснащены дополнительными зубчиками, а фиксация осуществляется по типу замка.

Изделие может быть оснащено поворотным вентилем или не иметь такой особенности. Контрфланец изготавливается из различных материалов. Чаще всего в этой роли выступают легированная сталь марок DN50 и DN100 и нержавейка высокого качества.

В стандартный комплект входит не только сам фланец, но и дополнительные элементы, среди которых: патрубок, крепежные устройства и сопроводительная документация.

Изделия различаются по диаметру. Этот параметр необходимо выбирать в зависимости от габаритов самих соединительных элементов. Например, фланец может иметь диаметр 80 мм. В этом случае он подойдет для труб с идентичными параметрами.

В зависимости от диаметра, а также материала изготовления, фланцы различаются между собой по весу. Для того чтобы наглядно ознакомиться со всеми параметрами, рекомендуется обратиться к таблице.

Каждое изделие имеет собственную маркировку. В ней зашифрованы характеристики. Маркировка состоит из буквенной части и цифр. Например, 09Г2С, где:

09 – это процент содержания углерода в составе;

буква «Г» – это присутствие марганца;

цифра 2 – процентное содержание марганца;

«С» означает, что изделие выполнено из нержавеющей стали.

А также фланцы различаются по типу. Например, фланец 11 типа выполнен из нержавеющей стали. Характеристики и качество изделия регулируются ГОСТ 33259.

На российском рынке представлен довольно большой ассортимент контрфланцев. Наиболее популярными производителями являются две страны: Россия и Китай. У продукции из обеих стран имеются как преимущества, так и недостатки. Изделия от российских производителей считаются более надежными по качеству, поскольку соответствуют установленным государственным стандартам. Но от этого их стоимость существенно увеличивается.

На китайских контрфланцах можно сэкономить, но при покупке нужно внимательно проверять их на качество. Изделия ненадлежащего качества не способны обеспечить герметичность, а также надежность стыка.

Фланцы реализуются как поштучно, так и в упаковках по несколько десятков или сотен штук. Некоторые продавцы классифицируют их как весовой товар. Примечательно, что покупать выгоднее на вес либо в оптовых упаковках. На поштучные изделия цена всегда будет немного выше.

Виды и сфера использования фланца

Сварные швы на трубопроводе иногда доставляют неудобства. В некоторых местах, например, приходится монтировать задвижки или насосы. Тут-то и выручает фланец – особая деталь, которая способна прочно соединять трубы там, где нежелательны сварные швы.

Фланцем называют плоскую деталь с отверстиями, суть которой – соединение труб. Отверстия нужны, чтобы вставлять в них болты, шпильки и прочий крепеж, который и поможет зафиксировать фланец на трубе. Соответственно, размеры фланцев зависят от труб, с которыми они и «сотрудничают», а значит, производитель заранее может побеспокоиться о необходимости фланца, и последний может быть в комплекте.

Что главное в соединении труб – конечно, герметичность. Вот для этого и предназначен фланец, который надежно и прочно стянет детали, сделает соединение надежным, и будет гарантом герметичности в большом термическом диапазоне. Если не забывать и «присматривать» за фланцем (то есть смотреть, целостен ли он, нет ли деформаций), элемент прослужит долгие годы.

Безусловно, изготавливают фланцы согласно ГОСТу, то есть требования к нему конкретные и четкие.

Конструктивные особенности фланцевого соединения:

круглая форма (хотя могут встречаться и квадратные, но редко);

малые отверстия, наблюдаемые по всему периметру;

основное отверстие по центру.

Деталь проста в работе, удобна в монтаже, и собрать с ее помощью трубопровод можно очень быстро. Пользователь просто вставляет фланец на трубу (о соразмерности диаметров уже говорилось), затем прикручивает его к аналогичному приспособлению на другой трубе – это в случае запроса на стыковку деталей. Если производитель уже оборудовал трубу фланцем на конце, работа становится еще проще.

Ремонтировать деталь необходимо, если возникла угроза его целостности, если появилась деформация.

Виды исполнения и маркировка

Все фланцы сначала делятся по конструктивному принципу.

Плоский приварной

Это практически металлическое кольцо, которое по всему диаметру имеет отверстия. Оно крепится к трубе двумя сварными швами по окружности. Их применяют в температурном диапазоне от –70 до +450 градусов, максимальные показатели давления до 2,5 МПа. Это, наверное, самые распространенные фланцы, потому что изготовить такие очень просто, стоят они недорого. Когда их стягивают болтами либо шпильками, получится косвенное бесконтактное соединение, которое обеспечит уплотнительная прокладка. Применяются плоские приварные фланцы в том числе как опорные элементы трубных систем разных техобъектов. Опора прочно соединяется с основанием, при этом без проблем демонтируется, откручивая болты и шпильки. Прижимной фланец – это, кстати, тоже плоский приварной с расточенным внутренним диаметром.

Воротниковый

От –253 до +600 градусов – такой термодиапазон применения воротниковых фланцев, при этом конструкции с очень высоким давлением – тоже «конек» этого вида. Исполнен он конусообразно, что гарантирует работоспособность арматуры в особых условиях. Переходной элемент отличается сглаженностью, конус фланца – небольшой по диаметру – соответствует диаметру трубопроводного корпуса. А сама конструкция элемента снижает появление любых преград с прохождением рабочей среды, в том числе потоковой турбулентности. Это, в свою очередь, содействует распределению напряжений, которые возникают в трубопроводе.

Свободный на приварном кольце

Или иначе – накидной. Исполнены они так, что спокойно вращаются, перемещаются вдоль трубопроводного каркаса, что делает систему выемок для крепежных элементов более простой. Приваривать либо обеспечивать жесткую фиксацию нет необходимости. Трубопровод будет соединен двумя сварными швами по углам, внутри и снаружи. Выпуклой поверхности у таких фланцев нет.

Стандартен радиус стыковой поверхности, он тот же, что и радиус трубы и других применяемых фланцев. Может использоваться в комплекте с соединительными элементами другого типа. Не применяются в условиях высокого рабочего давления. Работают в узком температурном диапазоне от –30 до +300 градусов. Не отличаются долгими сроками эксплуатации, не могут использоваться в трубопроводах, предполагающих жидкую рабочую среду.

При этом, применяя такой фланец из углеродистой стали, его можно спокойно задействовать для коррозийно-устойчивого трубопровода, особенно если нужен бюджетный вариант.

Поворотный

С ними легче выровнять отверстия под болты между двумя фланцами. Если речь идет о больших (по диаметру) трубопроводах, морских, подводных, то лучше обратиться именно к поворотному виду. Подойдут они и для работы с нефтью, газом, химическими жидкостями.

Изолирующий

Такие соединения рекомендованы к установке, когда монтируются ответвления на нефте- или газопроводах, что отходят от основной магистрали. Или при прокладке линий, которые близки к потенциальным источникам, возможных на провокацию возникновения блуждающих токов. Или если нужно соединить элементы, сделанные из разных сплавов.

Изолирующая система состоит из двух или трех фланцев воротникового типа, имеющих герметичный стык, а между ними еще будет защитная втулка, которая сделана из материалов-диэлектриков. Фланцы и втулки соединены стягивающими шпильками.

Другое

Это не вся классификация фланцев. Их различают также по классу материала, по типу поверхности – например, плоский или приподнятый, кольцевой и другие. Есть различия и в отделке фланца, она может быть гладкой, зубчатой. По размерам тоже различаются, по форме – круглый, овальный, квадратный, прямоугольный.

Что еще важно знать об исполнении фланцев.

Приварные детали могут быть разъемными и неразъемными. В разъемных на торце есть 4 отверстия под болты (как минимум) либо шпильки соединительного типа. Другие виды соединений вроде рычажных и клеммных не стали распространены.

Классы давления фланцев предложены Американским институтом стандартов (ANSI), в них установлены соотношения между давлением и термосредой, которая прокачивается по проводам. Маркировка ANSI может быть на импортной продукции.

Герметизирующие и уплотнительные монтажные фланцы согласно ГОСТ 33259-2105 изготавливаются из литейного чугуна или металла. Изделия с приварной частью должны быть безукоризненны с точки зрения свариваемости стали.

Что можно сказать о технологических переходах для получения бытового фланцевого соединения: они выравнивают оси соединительных отверстий, а еще оси трубопроводов либо воздуховодов. Они монтируют прокладки в шип-паз, центрируют соединение со штифтом, производят затяжку.

Отличаются фланцы по функциональности. Например, фланец пожарного гидранта соединяет последний с пожарной подставкой, которая установлена на противопожарном водопроводе. Еще фланцы могут быть судовыми, компрессионными и так далее. По типу соединительных поверхностей тоже есть своя дифференциация: например, RF – соединительный выступ, LG (иногда по ошибке пишут LD) – уплотнительная поверхность плюс крупный паз, ST – уплотнительная поверхность плюс малый шип. И таких маркировок много, которые отличаются выступами, впадинами, пазами и шипами.

Материалы изготовления

Фланцы могут быть чугунные литые (из серого чугуна и из ковкого чугуна), такие используются в литой трубопроводной арматуре. Могут быть литыми стальными, они соединяют трубопроводы и арматуру из разных материалов. Делают их из разных марок высококачественной нержавеющей стали, из латуни и металлических сплавов на основе никеля. Помимо использования разных видов стали, от криогенной до коррозионно-стойкой обыкновенной и оцинкованной, применяются и полипропиленовые модели. Алюминиевыми и пластиковыми фланцы тоже могут быть.

Просто металлические работают в более широком диапазоне температур и давления.

Лучшие производители

Нужно выбирать фланцы по типу стандартов, которым они соответствуют. Американские – ANSI/ASME, немецкие – DIN. Российские фланцы соответствуют ГОСТам, и в последней категории появилось очень много классных, конкурентных производителей. Таких как «Оникс», ОТЭ, «Спецкомплект», «Завод уральских метизов», «Техсталь», «ТопДеталь» и другие.

В борьбу за покупателя с ними вступают китайские производители, их очень много, и не нужно бояться слова «китайский», потому что уже давно оно перестало ассоциироваться с чем-то ненадежным. Многие мировые бренды переносят линию производства в Китай, и монтажное оборудование тоже. Фланцы ISO заказывают в Европе тоже (и в том же Китае), нужно читать характеристики товара, сравнивать цены, здесь и ноунеймы могут конкурировать с давно работающими поставщиками.

Сфера применения

Когда данная конструкция вставляется в трубопровод, обеспечивается свободный доступ к отдельным участкам, просто разобрав фланцевое соединение. Потому так востребованы эти соединительные элементы в нефтехимической промышленности, в машиностроение, в пищевой и химической промышленности. Они практически незаменимы в тех системах, где предполагается плановый осмотр трубопроводов либо ремонт отдельных узлов.

Ими могут подключать/присоединять конкретный участок трубопровода к всевозможным устройствам, к емкостям, к теплообменникам, вытяжкам. И это помимо того, что они стыкуют между собой части трубы. Словом, сфера их использования не просто велика, но и, как прогнозируется, будет расширяться.

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.

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.

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.

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.

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:

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.

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:

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.

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.

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.

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

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.

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.

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

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.

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.

Фланец - Flange

Фланец является грыжей межпозвоночного гребня, губа или обод , либо внешняя или внутренней, который служит для увеличения прочности (как фланец с железной балкой , такие как I-балка или Т-образная балка ); для легкого присоединения / передачи силы контакта с другим объектом (как фланец на конце трубы , паровой цилиндр и т.д., или на крепление объектива из камеры ); или для стабилизации и направления движений машины или ее частей (например, внутреннего фланца железнодорожного вагона или колеса трамвая , которые не позволяют колесам соскальзывать с рельсов ). Термин «фланец» также используется для обозначения инструмента, используемого для формирования фланцев.

СОДЕРЖАНИЕ

Сантехника или трубопроводы

Фланец также может быть пластиной или кольцом, образующим обод на конце трубы при креплении к трубе (например, фланец туалета ). Глухой фланец - это пластина, закрывающая или закрывающая конец трубы. Фланцевое соединение - это соединение труб, при котором соединительные детали имеют фланцы, с помощью которых детали соединяются болтами.

Хотя слово «фланец» обычно относится к фактическому выступу обода или кромке фитинга, многие фланцевые сантехнические фитинги сами по себе известны как фланцы.

Обычные фланцы, используемые в водопроводе, - это фланец Surrey или фланец Danzey, фланец York, фланец Sussex и фланец Essex. Фланцы Surrey и York подходят к верхней части бака для горячей воды, позволяя забирать всю воду без нарушения работы бака. Их часто используют для обеспечения равномерного потока воды в душевые. Для фланца Essex необходимо просверлить отверстие в боковой стенке резервуара.

Существует также фланец Warix, который аналогичен фланцу York, но выход душа находится наверху фланца, а вентиляционное отверстие сбоку. Фланцы York и Warix имеют переходники с внутренней резьбой, поэтому они подходят для установки на охватываемый резервуар, тогда как фланец Surrey подключается к резервуару с внутренней резьбой.

Шкаф фланец обеспечивает крепление для туалета .

Фланцы для труб

Компоненты трубопровода можно скреплять между фланцами болтами. Фланцы используются для соединения труб друг с другом, с клапанами, фитингами и специальными элементами, такими как сетчатые фильтры и сосуды под давлением. Крышка может быть присоединена для создания «глухого фланца». Фланцы соединяются болтами, а герметизация часто завершается с помощью прокладок или других методов. Могут быть включены механические средства для смягчения последствий утечек, такие как брызговики или специальные распылительные фланцы. В отраслях промышленности, где перерабатываются легковоспламеняющиеся, летучие, токсичные или коррозионные вещества, более важна особая защита фланцевых соединений. Защитные ограждения фланцев могут обеспечить дополнительный уровень защиты для обеспечения безопасности.

Во всем мире существует множество различных стандартов фланцев. Чтобы обеспечить простую функциональность и взаимозаменяемость, они имеют стандартизованные размеры. Общие мировые стандарты включают ASA / ASME (США), PN / DIN (европейский), BS10 (британский / австралийский) и JIS / KS (японский / корейский). В США это стандарт ASME B16.5 (ANSI прекратил публикацию B16.5 в 1996 году). ASME B16.5 охватывает фланцы размером до 24 дюймов и номинальным давлением до класса 2500. Фланцы размером более 24 дюймов покрываются стандартом ASME B16.47.

В большинстве случаев стандарты взаимозаменяемы, поскольку большинство местных стандартов приведены в соответствие со стандартами ISO; однако некоторые местные стандарты по-прежнему отличаются. Например, фланец ASME не будет сопрягаться с фланцем ISO. Кроме того, многие фланцы в каждом стандарте разделены на «классы давления», что позволяет фланцам выдерживать различные номинальные давления. Опять же, они обычно не взаимозаменяемы (например, ASME 150 не сочетается с ASME 300).

Эти классы давления также имеют разные номинальные значения давления и температуры для разных материалов. Также могут быть разработаны уникальные классы давления для трубопроводов для технологической установки или электростанции; они могут быть специфическими для корпорации, подрядчика по инженерным закупкам и строительству (EPC) или владельца технологической установки. Классы давления ASME для фланцев с плоской поверхностью - Класс 125 и Класс 250. Классы для фланцев с кольцевым соединением, гребнем и пазом и фланцев с выступом - Класс 150, Класс 300, Класс 400 (необычный), Класс 600, Класс 900. , Класс 1500 и Класс 2500.

Поверхности фланца также изготавливаются по стандартизованным размерам и обычно представляют собой стили «плоская поверхность», «выступающая поверхность», « гребень и паз » или « кольцевое соединение », хотя возможны и другие неясные стили.

Доступны конструкции фланцев « приварная шейка », «надвижные», «внахлест», «приварной раструб», « резьбовые », а также «глухие».

Стандарты ASME (США)

Фланцы для труб, изготовленные в соответствии со стандартами, установленными ASME B16.5 или ASME B16.47 и MSS SP-44. Обычно они изготавливаются из кованых материалов и имеют обработанные поверхности. ASME B16.5 относится к номинальным размерам труб (NPS) от 1 ⁄ 2 "до 24". B16.47 охватывает NPS от 26 дюймов до 60 дюймов. Каждая спецификация дополнительно разделяет фланцы на классы давления : 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500 для B16.5, а B16.47 делит фланцы на классы давления 75, 150, 300, 400, 600, 900. Однако эти классы не соответствуют максимальному давлению в фунтах на квадратный дюйм . Напротив, максимальное давление зависит от материала фланца и температуры. Например, максимальное давление для фланца класса 150 составляет 285 фунтов на квадратный дюйм, а для фланца класса 300 - 740 фунтов на квадратный дюйм (оба для углеродистой стали ASTM a105 и температуры ниже 100 ° F).

Тип прокладки и тип болта обычно указываются в стандарте (-ах); тем не менее, иногда стандарты относятся к Кодексу ASME по котлам и сосудам под давлением (B и PVC) для получения подробной информации (см. Код ASME, Раздел VIII, раздел 1 - Приложение 2). Эти фланцы распознаются кодами ASME для труб, такими как ASME B31.1 Power Piping и ASME B31.3 Process Piping.

Материалы для фланцев обычно имеют обозначение ASME: SA-105 (Спецификация поковок из углеродистой стали для трубопроводов), SA-266 (Спецификация поковок из углеродистой стали для компонентов сосудов под давлением) или SA-182 (Спецификация для кованых или катаных сплавов- Фланцы для стальных труб, кованые фитинги, клапаны и детали для работы при высоких температурах). Кроме того, существует множество фланцев, являющихся «отраслевыми стандартами», которые в некоторых случаях могут использоваться при работах по ASME.

Ассортимент продукции включает SORF, SOFF, BLRF, BLFF, WNRF (XS, XXS, STD и Schedule 20, 40, 80), WNFF (XS, XXS, STD и Schedule 20, 40, 80), SWRF (XS и STD). , SWFF (XS и STD), с резьбой RF, с резьбой FF и LJ, размером от 1/2 до 16 дюймов. В качестве болтового материала для фланцевого соединения используются резьбовые шпильки с двумя гайками (при необходимости - шайбой). В нефтехимической промышленности используются шпильки ASTM A193 B7 STUD и ASTM A193 B16, поскольку они обладают высокой прочностью на разрыв.

Европейские размеры (EN / DIN)

В большинстве стран Европы в основном устанавливаются фланцы в соответствии со стандартом DIN EN 1092-1 (кованые фланцы из нержавеющей стали или стали). Подобно стандарту фланцев ASME, стандарт EN 1092-1 имеет основные формы фланцев, такие как фланец с приварной шейкой, глухой фланец, фланец с притертой кромкой, фланец с резьбой (резьба ISO7-1 вместо NPT), приварной фланец, запрессованные кольца и т. Д. и переходной фланец, например, пресс-фитинги GD с фланцевой муфтой. Различные формы фланцев в стандарте EN 1092-1 (европейская норма / европейская норма) указываются в названии фланца через тип.

Дизайн	По типу EN	Согласно DIN
Фланец приварной	Тип 11	DIN 2627 - DIN 2638
Заглушка	Тип 05	DIN 2527
Резьбовой фланец	Тип 12	DIN 2558, DIN 2565 - DIN 2569
Плоский фланец	Тип 01	DIN 2573, DIN 2576
Притертый фланец	Тип 02 и Тип 04	DIN 2641, DIN 2642, DIN 2655, DIN 2656

Подобно фланцам ASME, фланцы из стали и нержавеющей стали EN1092-1 имеют несколько различных версий с выступом или без выступа. По европейской форме печати обозначаются разной формой:

Форма: типы контактных поверхностей	DIN EN 1092-1
Без поднятия лица	Форма А
Фаска с выступом (Rz = 160 механически точеная)	Форма B1
Подъёмная гонка (Rz = 40 механический обточенный)	Форма B1
Фаска с выступом (Rz = 16 механически точеная)	Форма B2
Язык по DIN2512	Форма C
Паз согласно DIN 2512	Форма D
Наружный по DIN 2513	Для меня
Гнездо согласно DIN 2513	Форма F
Гнездо согласно DIN 2514	Форма G
Наружный по DIN 2514	Форма H

Другие страны

В остальном мире фланцы производятся в соответствии со стандартами ISO в отношении материалов, номинального давления и т. Д., В соответствии с которыми были согласованы местные стандарты, включая DIN , BS и другие.

Компактные фланцы

По мере увеличения размера компактный фланец становится все более тяжелым и сложным, что приводит к высоким расходам на закупку, установку и техническое обслуживание. В частности, с большими диаметрами фланцев трудно работать, они неизбежно требуют больше места и требуют более сложной процедуры обращения и установки, особенно на удаленных установках, таких как нефтяные вышки.

Конструкция торца фланца включает два независимых уплотнения. Первое уплотнение создается путем приложения усилия посадки уплотнения на пятке фланца, но это непросто для обеспечения функционирования этого уплотнения.

Теоретически контакт пятки будет сохраняться для значений давления, превышающих номинальное давление фланца в 1,8 раза при комнатной температуре.

Теоретически фланец также остается в контакте по своей внешней окружности с торцами фланца для всех допустимых уровней нагрузки, на которые он рассчитан.

Основное уплотнение - уплотнительное кольцо IX. Сила уплотнительного кольца обеспечивается за счет упругой энергии, накопленной в напряженном уплотнительном кольце. Любая утечка из пятки создаст внутреннее давление, действующее на уплотнительное кольцо внутри, усиливая уплотняющее действие. Однако это требует, чтобы кольцо IX оставалось в теоретическом положении в кольцевой канавке, что трудно обеспечить и проверить во время установки.

Конструкция направлена на предотвращение воздействия кислорода и других агрессивных веществ. Таким образом, это предотвращает коррозию поверхностей фланца, напряженную длину болтов и уплотнительного кольца. Однако это зависит от того, чтобы внешний пылевой ободок оставался в удовлетворительном контакте, и от того, что внутренняя жидкость не вызывает коррозии в случае утечки в пустоту круга под болт.

Применение компактных фланцев

Первоначальная стоимость теоретически более производительного компактного фланца неизбежно выше, чем обычного фланца из-за более жестких допусков и значительно более сложных требований к конструкции и установке. Например, компактные фланцы часто используются в следующих областях: подводная нефть и газ или райзеры, холодные работы и криогеника , нагнетание газа, высокие температуры и ядерные приложения.

Колеса поезда

Фланец железнодорожного колеса (левый)
Фланец колеса трамвая (правый)

Поезда и трамваи остаются на своих рельсах в первую очередь из-за конической формы колес. У них также есть фланец на одной стороне, чтобы удерживать колеса и, следовательно, поезд, движущийся по рельсам, когда достигаются пределы выравнивания на основе геометрии, например, из-за какой-либо аварийной ситуации или неисправности.

Вакуумные фланцы

Вакуумный фланец - это фланец на конце трубки, используемый для соединения вакуумных камер, трубок и вакуумных насосов друг с другом.

В СВЧ- связи фланец - это тип кабельного соединения, которое позволяет соединять разные типы волноводов .

Существует несколько различных типов фланцев для СВЧ RF , таких как CAR, CBR, OPC, PAR, PBJ, PBR, PDR, UAR, UBR, UDR, icp и UPX.

Лыжные ботинки

Удлинения на носке и пятке этих лыжных ботинок образуют фланцы, используемые для крепления к лыжным креплениям.

Лыжные ботинки используют фланцы на носке или пятке для соединения с креплением лыжи. Размер и форма гребней на горнолыжных ботинках стандартизированы в ISO 5355. В традиционных ботинках для телемарка и беговых лыжах используется 75-миллиметровый скандинавский стандарт, но выступ для носка неофициально известен как «утиный клюв». Новые крепления для кросс-кантри полностью исключают фланец и вместо этого используют стальной стержень, встроенный в подошву.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

ASME B16.5 : Стандартные трубные фланцы номиналом до 24 дюймов включительно
ASME B16.47 : Стандартные трубные фланцы более 24 дюймов
ASME Раздел II (Материалы), Часть A - Технические характеристики черных металлов
Найяр, Мохиндер (1999). Справочник по трубопроводам, седьмое издание . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN0-07-047106-1 .
ASME B16.47 Стандартные трубные фланцы Yaang Pipe Industry

Фланец - это способ соединения труб, клапанов, насосов и другого оборудования в систему трубопроводов. Он также обеспечивает легкий доступ для очистки, осмотра или модификации. Фланцы обычно приварные или привинчиваемые. Фланцевые соединения выполняются путем соединения болтами двух фланцев с прокладкой между ними для обеспечения уплотнения.

Читайте также: