Призначення та види деталей фланцевого з'єднання. Технічні особливості фланцевих з'єднань

Для з'єднання засувок, труб, насосів та іншого подібного обладнання використовується спеціальний спосіб кріплення - фланець. Такий варіант передбачає наявність швидкого доступу до очищення елементів трубопроводу, а також його модифікації, ремонту та діагностики.

Особливості конструкції та види з'єднань

Залежно від сфери застосування фланці можуть мати різний варіанткріплення - різьблення чи зварювання. Саме кріплення може бути виготовлене з різних матеріалів. Найпопулярнішим варіантом є кована вуглецева сталь, проте поширені також деталі з чавуну, кулястого графіту, загартованої сталі, алюмінію, бронзи, латуні, пластику та ін.

Виробляють наступні типи фланців:

• Наскрізні.
• З наявністю шийки для приварювання.
• Різьбові.
• Варіанти із буртиком.
• Розширювальні.
• Перехідні та ін.

У разі спеціального застосування фланці можуть мати внутрішньо покриття, матеріал якого відрізняється від варіанта, що використовується для виготовлення деталі.

Способи кріплення та сфера застосування

Вибір компонентів залежить від труб, що використовуються. У більшості випадків для труб та фланців використовується різний матеріал. Фланцеві з'єднання, незалежно від типу, складаються з кількох основних елементів:

• Власне, фланець.
• Додаткові елементи кріплення - шайби, шпильки, гайки та ін.
• Прокладки, що забезпечують більш високу гідроізоляцію.

Завдяки таким якостям, як зручність і простота монтажу, легкість здійснення модифікації та ремонту та універсальність використання, ці компоненти широко застосовуються для монтажу трубопроводів у різних галузях і за будь-яких умов.

При виборі потрібного варіанта необхідно враховувати такі факторы:

• Робочий тиск. Цей показник залежить від тиску, під яким потрібна рідина транспортується трубою. Відповідно, чим вище цей показник, тим міцнішим має бути кріплення.
• Температура. Один із найважливіших факторів. Від температури середовища, в якому буде розташований трубопровід, підбирається матеріал та марка елемента кріплення.
• Середа. На це впливають такі фактори, як температура, а також хімічні показники простору - агресивний або неагресивний. Залежно від цього вибирається потрібний варіант, який матиме необхідну стійкість перед впливом зазначених негативних факторів.
• Показник діаметра різьблення. Усі фланці мають два показники діаметра різьблення - внутрішній та зовнішній. Залежно від ситуації та відповідних нормативних вимог дані можуть бути вказані в міліметрах або дюймах.
• Крок різьби. Визначає відстань між різними вершинами різьблення. В основному виділяють великий та дрібний крок. Ці показники здебільшого визначаються державними нормативними документами, але за використанні нестандартних конструкцій можливі винятки.
• Довжина болта та шпильки. Дані, які безпосередньо вказуються під час замовлення конкретного варіанту.
• Покриття. Для захисту елементів кріплення від негативного впливурізних факторів додатково використовується захисне покриття із застосуванням цинку, хрому, нікелю або інших варіантів.

Врахування всіх зазначених факторів дозволяє отримати оптимальний варіант, який забезпечить надійне кріплення трубопроводу за конкретних умов.

Фланцеве з'єднання сталевих трубє дуже поширеним методом. Фланець може мати форму квадрата чи кола. На ньому рівномірно розташовані отвори для шпильок та болтів. Такі деталі застосовують для створення високоміцного та герметичного стику вузла на тривалій ділянці трубопроводу.

У побутових системах фланцеве з'єднання використовують дуже часто. Такий вид технології вміщує промислове застосування. Якщо виникає необхідність поставити сталевий фланцевий вузол, то особливу увагу слід приділити на всі позначки за потрібними нормативами.

Фланцеві стики стали найпопулярнішими видами роз'ємних сталевих сполучних в хімічній, промислової галузіта ЖКГ. Цьому сприяли: герметичність, простота конструкції, легкість виробництва та монтажних робіт.

Поняття фланець включає у собі як деталь сантехнічної арматури, а й метод скріплення труб, який практично застосовують у всіх промислових галузях. Фланцеві з'єднання сталевих труб відрізняються герметичністю та міцністю.

При цьому з'єднання є розбірним. А це означає, що після зняття можна проводити всі необхідні ремонтні роботи та повторно застосовувати ділянку магістралі. Фланцеві з'єднання для сталевих труб підбирають, виходячи з призначення мережі, при цьому беруть у роботу різні типифланців, які виготовлені з різних матеріалів.

При великій різноманітності сталевих варіантів виділяють такі основні види конструкцій:

• Прохідні варіанти. Вони успішно застосовуються збільшення протяжності трубопроводу.
• Фланці-заглушки. Це глухий варіант даних деталей.

Виходить, що фланці - це деталі для з'єднання, які ставляться в мережі великого терміну використання, і в магістралях з великим тиском всередині, але пріоритетнішими називають монолітні з'єднання за допомогою зварювання.

Пересування середовища трубопроводом перед початком монтажних робіт призупиняють, а включають тільки після повного припинення дій. Особливу увагу при цьому приділяють тиску, його навантаження на цю деталь рекомендують поступово нарощувати.

Області застосування деталей для з'єднання

Говорячи про такий елемент, необхідно внести ясність, що він не є деталлю для кріплення. Головне завдання цього пристрою полягає у створенні опорної конструкціїдля кріпильних болтів і одночасно забезпечення герметичності з'єднання.

Як запірну або стикувальну деталь їх ставлять у комунікаційних мережах ЖКГ, у промисловості з видобутку нафти. Також вони широко монтуються у паливній та газовій сферах. У цих галузях дуже міцні і довгослужбові фланцеві кріплення використовують при монтажі в мережу приладів вимірювання.

Різні технологічні особливості виготовлення та види матеріалів для цих елементів дозволяють ефективно експлуатувати мережі, які проводять агресивні речовини під високими показниками тиском.

При прокладанні системи сталевих труб, найчастіше, використовують диски з аналогічного матеріалу. Це створює однаковий рівень тиску навантаження і служить підстраховкою від пошкоджень складових деталей після впливів температурних стрибків.

Відео

Такі пошкодження характерні для швів на матеріалах, що характеризуються неоднаковою провідністю тепла. На сталеві труби ставлять чавунні, алюмінієві, латунні та бронзові фланці. Але безперечним лідером серед варіантів для такої роботи є вироби їх вуглецевої сталі. Причин цього кілька, це:

1. Чи не велика вартість.
2. Практичність.
3. Простота у обробці.

Фланцеві з'єднання можна зустріти у будь-якій сфері. Велика різноманітність матеріалів для даних пристроїв дає можливість ефективно використовувати будь-яку магістраль.

Деякі види систем передбачають наявність спеціального заглиблення під прокладки. Особливо ретельного контролю вимагають фланцеві кріплення в мережі, що транспортує газ. Тут знадобляться фланці, які пройшли детальну перевірку якості.

Особливості та характеристики

Головною характеристикою фланцевих кріплень є конструктивні особливості. У Росії її та країнах СНД найпопулярніші такі нормы:

• Гост 12820-80. Він визначає конструктивні відмінностіплоского типу фланців, що приварюються.
• Гост 12821-80. У ньому визначається конструкційна характеристика приварних встик фланців.
• Гост 12822-80. Таким документом визначаються конструкційні характеристики сталевих вільних на диску, що приварюється, фланців.

Пристосування, що належать до цих трьох основних груп, призначені для стику безпосередньо для мережі та обладнання. Умови встановлення будь-якого з представлених механізмів є різними.

Плоскі приварні деталі зі сталі. Під час монтажних заходів такий елемент «насаджують» на трубу, а після цього його наварюють парою швів зварювання навколо неї.

Монтаж цієї сталевої деталі, якщо порівняти з першим варіантом, потребує наявність тільки одного зварного шва - з'єднання.

При таких діях скріплюється встик торцева частина труби і комірець механізму для з'єднання. Таке значною мірою спрощує процес кріплення деталі та зменшує витрачений на монтаж час.

Вільна сталева конструкція на кільці, що приварюється.. Вона включає головну частину і кільце, а вони в свою чергу повинні мати однаковий показник умовного обсягу і тиску.

Якщо провести паралель з раніше зазначеними варіантами, то в цьому механізмі зручність установки перебуває на більш високому рівнітому, що на труби наварюється сам диск, а фланець залишають у вільному розташуванні.

Завдяки цьому з'єднання болтових отворів на вільно розташованих деталях і на аналогічному механізмі на арматурі виконується без утруднень, навіть у місці важкого доступу. Повертати трубу при цьому з'єднанні також не потрібно.

До позитивних моментів їх використання відноситься те, що при підборі для труби з нержавіючої сталі, можна поставити кільце з нержавіючої сталі, а фланцеву конструкцію з вуглецевої сталі.

У світі застосовують інші класифікації, наприклад:

• DIN – це німецькі норми стандарту, що діють у європейських країнах;
• ANSI/ASME – це американські норми стандарту, вони діють у Японії, США та Австралії.

Перекладаються ці стандарти у спеціальних таблицях, де є чітка вказівка, який стандарт визначає характеристики того чи іншого виробу.

Виконання ущільнювальної поверхні фланців

Як уже писалося, дані вироби для сталевих труб виготовляють у відповідність до ГОСТ стандартів. І такі арматурні кріплення виготовляють із ущільнювальними поверхнями у наступному виконанні:

1. Площина, позначається - А.
2. Впадина. Позначається – F.
3. Паз. Його позначення це D та M.
4. Для лінзових прокладок. Позначення цього варіанта – До.
5. Виступ для з'єднання. З позначенням У.
6. Виступ. Його позначають – Е.
7. Шип. Цей вид позначають С і
8. Для прокладання з овальним перетином. Позначення цього виду – J.

Фланці арматури необхідно проводити з поверхнями ущільнювачів типу А, В, D, F, J, K, M. Інші варіанти ущільнювальних поверхонь фланців арматури допускають тільки на вимогу клієнтів.

Фланці з поверхнями ущільнювачів А, B, C, D, E, F застосовують зі стиками, які ущільнять такими прокладками:

1. зубчастими;
2. металевими;
3. графітовими;
4. металографіту.

Фланці виготовляють відповідно до вимог, які забезпечують витримку геометричних габаритів та механічних характеристик.

Наприклад, плоскі фланці можна робити зварним шляхом, якщо під час роботи витримані умови проварювання шва, це має бути виконано по всій протяжності перерізу на пристрої. Рівень якості таких швів радять перевіряти ультразвуковим методом.

Відео

Сталеві вироби, що приварюються встик, краще робити з поковки, штампування, або бандажних заготовок. Для такої продукції в жодному разі не можна брати листовий прокат та використовувати метод обточування.

Як правило, спосіб виготовлення визначає виробник у тому випадку, коли замовник додатково не обговорив це при заявці.

Круглі та квадратні види

За видами конструкції дані характеризують:

• Розмір умовного проходження, її вимірюють у міліметрах і позначають ДК.
• Розмір умовного тиску. Вона вимірюється в кгс/см2.
• Матеріал, що використовується як сировина.
• Безпосереднє виконання. У цій ситуації використовують цифри від одного до дев'яти, вони вказують на потрібний тип поверхні, що встановлюється під прокладку.

Технологічні характеристики сталевих фланцевих з'єднань на трубах мають прямий зв'язок до технологічних процесів та заготовок, які беруть до роботи.

Фланці за типом виробництва бувають круглі та квадратні. На сьогоднішній момент кількість арматури для магістралей із труб, де потрібні вироби квадратної форми, не так багато. Але, незважаючи на це, такі механізми не втратили своєї актуальності.

З цих причин, для показників тиску, який не перевищує величину 40 кгс/см2 у співвідношенні до ГОСТ 12815-80 передбачають не тільки механізми круглої форми, а також види у формі квадрата.

Відео

Роблячи заявку на такий товар для сталевих труб, слід знати, що його обсяг залежить від умовного тиску. Для більших порогів тиску на трубі необхідно ставити конструкції з більшими обсягами.

Тиск, який вони можуть витримати

Це дуже значущий показник, що переноситься цим механізмом. Величини за цими параметрами залежать від геометричних типорозмірів виробу. Також це впливає варіант поверхонь ущільнення.

Сталеві вироби приварювані плоскі (ГОСТ 12820-80) і деталі зі сталі вільні на диску, що приварюється (ГОСТ 12822-80) переносять навантаження до 25 кгс/см2. А варіанти, що приварюються встик (ГОСТ 12821-80) переносять вплив навіть до 200 кгс/см2.

Величину в таких ситуаціях показують у різноманітних уявленнях, це:

• кгс/см2 та інші.

Але, випускаючи товари цієї лінійки, основний вимірювальний параметр це кгс/см2.

Особливості монтажу

Ключовим моментом встановлення фланцевого кріплення стала затягування його стиків. Для досягнення максимальної герметичності сталевої конструкції потрібно брати в роботу тільки ті вироби, які відрізняються високою точністю з'єднання.

Подальший хід роботи наступний:

• Поверхневу частину конструкції чистять та знежирюють.
• Далі вироби перевіряють на предмет присутності корозійних утворень, вм'ятин та мікротріщин. Ретельно оглянути потрібно також болти та гайки. На різьбовій частині видаляють задирки. Різьбову частину болтів та гайок рекомендують змастити.
• Потім готується прокладка. Її слід встановити точно центром, і правильність цієї установки необхідно перевірити. Старі прокладки для роботи не рекомендують.
• Дуже важливо всі болти затягувати у правильній послідовності. Спочатку затягується перший болт, і робиться це трохи. Потім затягують болт, розташований з протилежного боку. Третій болт затягується трохи слабше, ніж перший. Четвертий болт на протилежному боці третього. І така послідовність зберігається до того часу, поки не закріпляться всі болти. Якщо це робота з деталями, які складаються з 4-х болтів, в даному випадку застосовують варіант – хрест – навхрест.

Момент підтяжки потребує особливої ​​уваги, інакше герметичного з'єднання не створити. Рівень стягування має бути однаково розподілений по всьому елементу. У період затягування на болт впливає сила розтягування. І будь-яке надмірне зусилля здатне обірвати різьблення чи болт.

Для того щоб відрегулювати силу стяжки фланцевого з'єднання, застосовуються різноманітні техніки:

• гідравлічні механізми для натяжки;
• гідравлічні динамометричні ключі;
• пневмогайковерти;
• динамометричні ключі ручної дії.

Іноді використовують стягування фланцевого механізму від руки, але це під силу тільки певної категорії людей. Після кріплення фланця (протягом першої доби) елемент може втрачати силу затягування приблизно на десять відсотків. Через 48 годин після встановлення фланцевого механізму рекомендують виконати додаткову протяжку.

Фланцеве з'єднання сталевих труб є дуже важливим моментом. Підбирають фланцеві вироби відповідно до перерахованих вище характеристик. У технічній документації можна знайти дані про те, які вироби краще поставити в кожному конкретному випадку.

Здрастуйте шановні наші замовники та відвідувачі сайту. Сьогодні мова піде про сталевих приварних фланцяхплоских, комірцевих та вільних, про те що це таке, для чого вони потрібні, за яким ГОСТом виробляються і з яких матеріалів, які у них є типи та види, виконання, як позначаються, які мають розміри та масу, як підібрати потрібний фланець, дізнатися ціну, запросити прайс лист і купити врешті-решт.

Для початку давайте подивимося, як можуть виглядати фланці плоскі сталеві приварні на фото нижче:

На фотографії ми бачимо, що фланці дещо відрізняються один від одного тому, що це два різні типи: плоский і комірний, який і для чого потрібний все докладно розглянемо.

Фланцеве з'єднання

І так навіщо потрібний фланець? А його призначення полягає в тому, щоб організувати фланцеве з'єднання. Припустимо є дві ділянки труби і їх можна зварити між собою, але тоді це буде жорстке нероз'ємне з'єднання, а для того щоб організувати швидкороз'ємне фланцеве з'єднання і застосовують фланці, які наварюють на кінці труб і стягують болтами з гайками або шпильками з гайками, як на фото нижче.

Сам фланець являє собою плоске кільце або іноді роблять у вигляді квадрата або прямокутника з отвором посередині для вставки кінця труби і декількома рівномірно розташованими ближче до зовнішнього діаметра отворами, в які вставляються болти або шпильки, на них накручуються гайки і два фланця стягуються між собою. Для герметизації з'єднання між фланцями лягає прокладка із спеціальної гуми або іншого матеріалу для цих цілей, наприклад, фторопласту. До речі від виду прокладок бувають і різні виконання, правильніше буде звичайно на різних типахта різні прокладки.

Самі по собі труби між собою стикуються часто, але більше потрібно з'єднувати якісь апарати або пристрої, наприклад теплообмінні апарати з ділянкою трубопроводу по якому підводиться якесь середовище. Наприклад подивіться на фото нижче там знаходиться маслоохолоджувач мб 25-37 і на кінцях добре видно два фланці цифра 1, які приварені до патрубків і на них додатково знаходяться фланці у відповідь цифра 2 прикручені болтами з гайками, це такий комплект поставки при виготовленні теплообмінника. Фланці у відповідь і потрібні замовнику, щоб організувати з'єднання апарата з ділянкою трубопроводу.

Допустимо замовник замовив виготовлення теплообмінника, привіз його на місце, встановив та потрібно його підключити. Для цього до апарату підводять трубопроводи, на кінці труб наварюють плоскі сталеві фланці у відповідь ідуть в комплекті і з'єднують фланець на охолоджувачі і на кінці труби болтами або шпильками не забувши звичайно покласти між ними прокладку для герметичності. Зручно! Т.к. виникає періодично наприклад для ремонту або профілактики необхідність зупиняти роботу пристрою та розбирати його. На цьому маслоохолоджувачі є чотири плоскі. сталевих фланця. Два для підведення та відведення охолоджувальної води та два для підведення та виведення охолоджуваної олії.

Так само приєднуються до різних технологічних ємностей ділянки трубопроводів. Фланці 1 і 2 відносяться до виду фланців арматури, з'єднувальних частин та трубопроводів.

Таким чином можна сказати, що фланці потрібні для організації підключення або приєднання ділянки трубопроводудо різних технологічних апаратів та пристроїв: теплообмінників, ємностей тощо, для підведення та відведення середовищ, а також для стикування між собою ділянок труби.

Для більш докладного ознайомлення потрібно звичайно пройти у відповідний ДЕРЖСТАНДАРТ.

Фланці судин та апаратів:

Тепер стає зрозумілим яких типів бувають фланці і які види діляться залежно від призначення. Усе технічні характеристики, креслення, конструкцію та розміри фланців можна подивитися, пройшовши за посиланнями вгорі або вибрати відповідний ГОСТ внизу статті. Ідемо розбиратися далі.

Виконання фланців

Фланцеве виконанняце по суті конструкція або вид торцевої поверхні фланців між якими створюється фланцеве з'єднання. І тут також геометрія поверхонь регламентується гост. Розглянемо з прикладу.

ГОСТ 12815-80 містить 9 виконань:

1. виконання 1 - є сполучний виступ під кутом 45 0 як фаска, до речі найпоширеніше.
2. виконання 2 - так само з виступом під кутом 90 0 .
3. виконання 3 - з виступом під 450 плюс западина, вибірка зсередини.
4. виконання 4 - фланця з шипом, так само, як і попереднє тільки виступ 90 0 .
5. виконання 5 – з пазом. Має вигляд кільцевої вибірки.
6. виконання 6 – під лінзову прокладку. Має внутрішню фаску.
7. виконання 7 - під прокладання овального перерізу. Канавка овальної форми на торцевій поверхні.
8. виконання 8 і 9 - виконання 8 так само, як і 4-те, а дев'яте, як 5-те. Чим вони відрізняються, не зрозумів різниці. Радий якщо хтось напише в коментарях до цієї статті.

ГОСТ 28759.2-90 містить 15 виконань, а 28759.3-90 – дванадцять. Перераховувати їх немає сенсу, тому прошу пройти за посиланням цим ДЕРЖСТАНДАРТ-ів і детально все подивитися, як вони виглядають і т.д.

Геометричні розміри та вага фланців

Дуже важливі параметри як на етапі конструювання апаратів, ємностей і т.д., так і на етапі експлуатації та ремонту, в тому числі і закупівель, адже потрібно знати яку деталь купити. Тому дуже важливо знати які приєднувальні та габаритні розміриє у тих чи інших фланців. Розмірів дуже багато але основний Ду Ду умовний прохід. На ньому і заснований вибір фланця як при покупці, так і при конструюванні. Давайте трохи докладніше.

Умовний прохід фланців

Допустимо є дві труби, які стикуються між собою або патрубок на теплообміннику або будь-якої ємності. У труб і патрубка є зовнішній діаметр і іноді вважають, що він повинен відповідати в позначенні внутрішньому діаметру фланця, але це не так. Наприклад ду100 відповідає зовнішній діаметр труби 108 мм або 114 мм, до речі за статистикою яндекса найчастіше шукають фланець ду 100, а при ду 125 діаметр труби 133 або 140 мм, для ду 150 вибирають трубу з діаметром 152, 159 або виконання та від літери А, Б, У зазначеній у таблиці ГОСТу. Коли робиться замовлення поруч із фланця обов'язково вказується буква, якщо її немає, то вважається, що обрано букву А.

Така залежність є у плоских та фланців з приварним кільцем, у комірцевих – встик такого немає. Якщо зайде до ГОСТ-и все докладно побачите.

Умовний прохід фланців є основним параметром, від якого залежать всі основні геометричні розміри. Тобто. знаючи величину умовного проходу фланціврешта присвоюються автоматично, крім одного ньюансу під назвою ряд.

Їх всього два 1-ї та 2-ї, але вони впливають на габаритні розміри. Залежно який ряд фланців 1 або двазалежать такі розміри, як:

• діаметри D3, D4, D5, D6.
• d – діаметр отворів під шпильки або болти.
• n - кількість цих отворів кріплення.
• h1 - висота виступу та глибина шипа.
• h2 – глибина паза.
• h3 – глибина паза овального перерізу.
• номінальний діаметр болтів або шпильок.

Усі інші приєднувальні чи габаритні розміри залежать лише від умовного проходу. Фланці повинні відповідно до гост виготовлятися за кращим рядом 2 якщо не вказано 1.

Всі розміри на кресленнях та таблицях залежно від умовного проходу і ряду можна подивитися в ГОСТ-ах.

Вага чи маса фланців

Ще одна важлива величина, це маса фланцівскоріше з практичної точки зору, наприклад для визначення ваги всієї партії, якщо є інші варіанти прошу поставити ваші коментарі в кінці цього матеріалу, буду дуже вдячний. Цю величину так само можна знайти в таблицях необхідного ДСТУ.

Ось ми й познайомилися з основними з моєї точки зору геометричними та умовними розмірами та величинами фланців. А всі інші можна знайти і подивитися в держстандарт, їх вже визначали різними розрахунками міцності сопромату. З розмірами зрозуміло, але оскільки фланець сталевий і виготовлений з якогось металу, яких марок дуже багато, відповідно постає питання: "А з якого металу чи марки сталі роблять фланці і як вибрати потрібний при необхідності, або як вибрати марку сталі, чавуну та сплаву фланців"?

Матеріали або марки сталі, чавуну або сплавів фланців

Для того, щоб підібрати матеріал з якого роблять фланцііснує і в ньому є одна чудова таблиця, побачивши яку стає все зрозуміло. Припустимо нас цікавить комірцевий фланець або по-іншому сталевий приварний встик за гостем 12821-80. Перше на що звертаємо увагу цей умовний тиск при якому він працює. Допустимо воно становить 150 кгс/см2 або Ру 15МПа. Дивимося, де воно знаходиться, знаходимо, що в другій колонці і другій частині в діапазоні від 0.1 до 20 МПа, т.к. перша частина не підходить 0.1 до 10 МПа.

Далі дивимося температурний режимроботи, наприклад від -40 0 С до +450 0 С і знаходимо, що нам підходить фланець з нержавіючої сталі 12х18н9т, хоча зараз використовується 12х18н10т, як найпоширеніша марка нержавійки, а шпильки, болти та гайки та сталі марки 20х13 корозійно- що використовується в енергетичному машинобудуванні. Ось і вся наука.

Є багато різних марок сталей і сплавів, але найходовішими є ст20, ст3, 09г2с, 12х18н10т і 15хм, як найчастіше вживані виготовлення фланців т.к. таких робочих умов набагато більше. Є звичайно специфічні марки, але й умов, де вони повинні працювати дуже мало. Варто зазначити, що є багато арматури з чавуну ливарного або ковкого, тому і фланці застосовують із відповідних марок чавуну СЧ 15 та КЧ 30. ​​Всі інші матеріали якщо потрібно дивимося в ДЕРЖСТАНДАРТ 12816-80. Можна і завантажити.

Особливості з'єднання труб або патрубків із фланцем

Тут я розповім про особливості стикування трубопроводу чи патрубків апаратів чи ємностей безпосередньо із самим фланцем. Т.к. найпоширеніші це сталеві приварні плоскі, сталеві приварні встик або комірні та сталеві вільні на приварному кільці, то на них і зупинимося.

З'єднання сталевих плоских приварних фланців з трубою або патрубком

Труба при монтажі вставляється у фланець та обварюється двома швами, одним усередині та іншим зовні по торцевій поверхні. Найбільш трудомістке з'єднання, т.к. потрібно зробити два зварні шви і для суміщення отворів доведеться крутити трубу.

З'єднання сталевих приварних фланців встик - комірцевих

Для монтажу кінець труби торцем притуляється до торця фланця або так званого коміра, чому їх і назвали комірні, що конусом і обварюється всього одним зварним швом. Значно швидше та простіше.

З'єднання сталевих вільних фланців на приварному кільці

Тут береться труба на неї одягається сам фланець, далі труба вставляється в обручку і обварюється. Так само і інша частина з'єднання. Виходить, що до труб приварені лише кільця, а фланці вільно обертаються на трубах чи патрубках. Далі кінці підводяться один до одного, обертаючи фланці, домагаються збігу отворів по контуру і вставляються шпильки або болти і все стягується гайками. Надзвичайно зручно, т.к. немає необхідності обертати трубу або добиватися точного збігу отворів до зварювання, що не завжди вийде. Дуже практично у важкодоступних місцях або там, де потрібна часта перевірка фланцевого з'єднання, наприклад у хімічній промисловості. Можливо і дешевше т.к. допускається застосувати тільки кільце з нержавіючої сталі, а сам фланець із звичайної вуглецевої сталі 3 або сталі 20.

Ось ми й розглянули, як стикуються найпоширеніші види фланців і тепер хотілося б показати, як правильно їх позначати.

Позначення фланців

Позначення плоских приварних фланців

Фланець 1-450-10 ст. 20 ГОСТ 12820-80 - так позначається звичайний плоский фланець виконання 1 (зі з'єднувальним виступом) з умовним проходом 450 мм, розрахований на умовний тиск 10 кгс/см2 або 1 МПа, зроблений зі сталі 20.

І якщо фланець квадратний, з Ду 1200 із сталі 3, то: Фланець квадратний 1-1200-10 ст. 3 ГОСТ 12820-80.

Коли замовляються фланці з умовним проходом Ду 100, 125 та 150 м, то вказується відповідний діаметр труби.

Під час замовлення фланців виконання шип-паз під фторопластові прокладки після цифр умовного тиску ставиться літера Ф.

Позначення комірцевих фланців - приварних встик

Фланець 1-1000-100 ст. 12х18н10т ДЕРЖСТАНДАРТ 12821-80 - комірний фланець виконання 1, умовний прохід Дц 1000 мм, Ру 10 МПа або 100 кгс/см2, з нержавіючої сталі.

Фланець квадратний 1-800-10 ст. 12х18н10т ГОСТ 12821-80 - якщо квадратний. І тут Ду 800, а Ру 1 МПа.

Надійність будь-якої системи залежить від надійності найслабшої ланки системи. Зварні з'єднання сталевих труб надійні та використовуються в більшості випадків. Але виникають ситуації, у яких використання зварного з'єднання неможливе. Підключення різних фітингів, забезпечення розбірного з'єднання, можливості профілактики та ремонту трубної арматури а також робочих вузлів агрегатів, з'єднання різнорідних труб: чавун-пластик, чавун-сталь, сталь-пластик, сталь-азбестоцемент, пластик-азбестоцемент та вирішення ще безлічі технологічних завдань. Забезпечити надійність та довговічність експлуатації таких з'єднань має фланцеве з'єднання. Загалом конструкція фланців передбачає пару фланців та ущільнювальну прокладку та кільця, з'єднані болтами або шпильками.

Фланці – загальні характеристики

Для уніфікації продукції та можливості використання даної продукції різних країнахсвіту без проведення додаткової обробки запроваджено чітку класифікацію фланцевих з'єднань. Іноді той самий фланець у різних класифікаціях матиме різні позначення.

Основні класифікації, використані у світі:

• ГОСТ - стандарт прийнятий у СРСР, що діють на пострадянському просторі;
• DIN - німецький стандарт, що діє в Європі;
• ANSI/ASME - американський стандарт, що діє в США, Японії та в Австралії.

Існують таблиці перекладу стандартів, у яких зазначено, якому стандарту відповідає той чи інший фланець.

Для виготовлення фланців використовують різні матеріали:

• чавун;
• ковкий чавун;
• вуглецеві сталі;
• нержавіючі сталі;
• леговані сталі;
• поліпропілен.

Поліпропіленові фланці набули свого поширення в останні десятиліття. В основному використовуються для монтажу безнапірних систем, з'єднання ПЕ труби з металевою, приєднання трубної арматури, на якій встановлено фланцеве кріплення. Виготовляють такі фланці, як металеві, литтям або штампуванням.

Поділяють фланці і за типами:

• плоскі (ГОСТ 12820-81);

• комірні (ГОСТ 12821-81);

​

• вільні фланці на приварному кільці (ГОСТ 12822-80);

​

• фланці для судин та апаратів (ГОСТ 28759.2-90);

​

• кільцева заглушка (ГОСТ 12836-80).

Допускається виготовлення квадратних фланців, які мають щонайменше 4 отвори під болти або шпильки. Використовувати такі фланці можна на системах із максимальним тиском не більше 4,0 МПа.

Відповідно до номенклатури і відповідно ГОСТ 12815-80 фланці арматури та сполучних частин трубопроводів мають дев'ять основних виконань ущільнювальної поверхні:

• вик. 1 - з сполучним виступом, найпоширеніше виконання фланців, має спеціальний сполучний виступ у формі фаски під кутом 45°
• вик. 2 - схожий по виконанню з попередньою моделлю, тільки сполучний виступ йде під кутом 90 °;
• вик. 3 - з западиною з внутрішньої сторониі виступ із зовнішньою під кутом 45°;
• вик. 4 - з шипом;
• вик. 5 - з пазом у вигляді кільцевої вибірки;
• вик. 6 - під лінзову прокладку, з внутрішньої сторони обрано фаску;
• вик. 7 - під прокладку овального перерізу, кільцева вибірка у формі з торцевої сторони;
• вик. 8 - з шипом під фторопластову прокладку;
• вик. 9 - з пазом під фторопластову прокладку.

Для фланців судин та апаратів є свої вимоги до виконання, зазначені у ГОСТ 28759.2-90, а для плоских приварних фланців – у ГОСТ 28759.390

Конструктивні особливості фланців

Фланці, як будь-яка трубна або запірна арматура, мають кілька конструктивних особливостей. При виборі та розшифровці позначення фланців ці особливості необхідно обов'язково знати.

Умовний прохід

Умовний прохід фланця є внутрішнім діаметром труби, фасонної частини або запірної арматурина яку приварюється фланець. Він приймається, виходячи тільки з умовного проходу труби.

Для плоских приварних фланців з умовним проходом 100, 125, 150 залежно від виконання вказується буква (А,Б,В) - від неї залежить зовнішній діаметр труби, якщо буква не вказана, вважається за замовчуванням буква А.

Ряди

Всі геометричні розміри фланця залежатиму від умовного проходу. Один і той же фланець з однаковим умовним проходом може бути виготовлений двома способами - ряд1 та ряд2. Вони відрізняються різними міжосьовими відстанями між приєднувальними отворами, а також у деяких випадках різними діаметрами сполучних отворів. За замовчуванням фланці виготовляють рядом 2.

Тиск

Важливою властивістю фланцевого з'єднання є можливість утримувати тиск системи без протікання та руйнування системи. Цей показник позначається як умовний тиск. Показник умовного тиску залежить від геометричних розмірів фланця, матеріалу виготовлення, виконання, прокладки ущільнювача.

Важливо: При замовленні фланців слід пам'ятати, що існують різні розмірності тиску: кгс/см2, Па(МПа), атм., бар. Тому необхідно точно вказувати, на який тиск має бути розрахований цей виріб.

Температура

Робоча температура рідини стане температурою фланця, слід врахувати, що параметри тиску та температури взаємозалежні. При збільшенні температури максимальний тиск, під яким працює фланцеве з'єднання, падатиме. Залежність можна виразити лінійною інтерполяцією. Залежності між робочою температурою та тиск для кожного фланця наведені у спеціальних таблицях та ГОСТах.

Позначення фланців

Кожен із видів фланців має своє специфічне позначення, розглянемо кожен із них.

Плоскі приварні фланці

Розберемо з прикладу позначення плоских приварних фланців:

Фланець 1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80

Фланець плоский приварного виконання 1 з умовним проходом (Ду) - 65мм, розрахований на умовний тиск 25кгс/см2, виготовлений зі сталі 09Г2С відповідно до ГОСТ 12821-80.

При виборі фланця під фторопластову прокладку після цифри Ду вказують букву Ф.

Комірні фланці

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

Позначає фланець виконання 1 з умовним проходом 1000, розрахований під тиск 100кгс/см2, виготовлений зі сталі 12х18н10т, яка є конструкційною нержавіючою сталлю.

Для квадратних фланців додатково в назві вказують - квадратний фланець.

Так само як і в плоских фланцяхпри використанні фторопластової прокладки вказують літеру Ф.

Вільні фланці на кільці приварені

Позначення вільних фланців, як і плоских фланців, трохи відрізняється. Оскільки в даному виробі використовується приварне кільце, то позначення фланця йде ще позначення кільця, наприклад:

Фланець 50-6 СТ20 ГОСТ 12822-80

Кільце 1-50-6 СТ 35 ГОСТ 12822-80

Тут: 50 - умовний прохід, умовний тиск 6кгс/см2, фланець виготовлений із сталі ст20, кільце зі сталі ст35.

Для умовного проходу 100, 125, 150 необхідно вказувати букву(А, Б, В), за умовчанням - А.

Прокладки для фланцевих з'єднань

Герметизація вузла або з'єднання, що знаходиться під надлишковим тиском, часто в агресивному середовищізаймає важливе місце для розрахунку фланцевого з'єднання.

Залежно від використовуваного виду фланця або ярмо конструктивного виконання, тиску, температури, хімічних властивостейсередовища, як герметизуючі прокладки використовуються:

• КЩ(7338-77) - гума технічна кислотолужна;
• МБ(7338-77) - гума маслобензостійка;
• Т(7338-77) - гума технічна теплостійка;
• ПОН(481-80) – пароніт загального призначення;
• ПМБ(481-80) - пароніт маслобензостійкий;
• Картон азбестовий;
• Фторопласт-4.

Затягування фланцевих з'єднань

Затягування фланцевих з'єднань – ключовий момент монтажу фланця. Щоб досягти максимальної герметизації, необхідно, щоб усі деталі були точними.

Підготовка елементів

Поверхні фланців очистити та знежирити, перевірити на наявність подряпин, западин та вм'ятин. Оглянути наявність корозії самого фланця і кріпильних елементів - болтів і гайок. Видалити задирки з різьблення, попередньо також можна «прогнати» по різьбленню кожен болт та гайку. Змастіть різьблення болта, або шпильки. Підготуйте та встановіть прокладку. Переконайтеся в правильності встановлення, вона повинна лежати по центру.

Важливо: Не використовуйте старі прокладки, якщо немає можливості замінити прокладку, допускається встановлення декількох старих прокладок.

Послідовність затягування

Надійну та правильну фіксацію фланця забезпечить правильний порядок затягування болтів. Для цього злегка затініть перший болт, наступний болт вибираєте з протилежного боку, затяжка також злегка провести. Третій болт, який затягуєте, відстає від першого на чверть обороту (90 °) або близький до цього кута. Четвертий – навпроти третього. Послідовність продовжити доки не будуть затягнуті всі болти. При затягуванні фланців з кріпленням на 4 болти використовують техніку - хрест-навхрест.

Момент затягування

Щоб отримати максимально герметичну з'єднання, болти повинні мати необхідний момент затягування. Напруга від затягування має бути рівномірно розподілиться по фланцю. Під час затягування на болт діє зусилля, що розтягує, протилежне зусиллю затягування з'єднання. При надмірному зусиллі затягування можна зірвати різьблення на болті або обірвати сам болт.

Для регулювання зусилля затягування використовують різні техніки затягування:

• гідравлічний натяжний механізм;
• гідравлічний динамометричний ключ;
• пневмогайковерт;
• ручний динамометричний ключ.

В крайньому випадку можна використовувати затяжку від руки, але подібним способом краще працювати професіоналові.

Незалежно від обраного способу затягування зусилля, з яким затягуються гайки, повинні відповідати специфікації виробу.

Після встановлення фланця та запуску системи у перші 24 години роботи можлива втрата моменту затягування до 10%. Це властиво будь-якому болтовому з'єднанню за рахунок вібрації, усадки прокладки, зміни температури.

Через добу-дві додатково провести затягування різьбових з'єднаньдо встановленого моменту згідно специфікації.