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

Типы соединений оборудования

Типы соединений оборудования

Основные типы соединений поставляемого оборудования:

— Бессварное муфтовое (грувлочное) соединение

Фланцевое соединение.

Фланец – металлический диск, который имеет внутреннее отверстие соответствующее проходному отверстию трубопровода, а так же крепежные отверстия, расположенные по кругу через которые два фланца скрепляются между собой болтами или шпильками. Герметизация соединения достигается путем установки прокладки между плоскостями фланцев. В нашей стране это наиболее распространенный способ соединения оборудования с трубопроводом.

Есть несколько типов фланцев, но наиболее часто применяемые в ПТ и ВС воротниковые и плоские фланцы. Обращаем внимание на то, что монтаж межфланцевых дисковых поворотных затворов необходимо производить только с воротниковыми фланцами! Плоские фланцы ведут к повреждению манжеты затвора.

Бессварное муфтовое (грувлочное) соединение – два отрезка трубы на краях, которых предварительно накатывается (выдавливается) специальный желобок (канавка), соединяются специальными разъемными муфтами. Герметизация соединения достигается путем установки на трубы манжеты специальной формы (чаще всего из ЕПДМ) поверх которой монтируется муфта, состоящая из двух частей (половин). Для создания различных конфигураций трубопровода, производятся различные фитинги (фасонные изделия) такие как отводы, тройники, переходы, а так же различные адаптеры, в том числе под фланцевое соединение. Данный тип соединений широко и очень давно используется зарубежом в частности в США. Последние годы бессварной тип соединений за свою простоту, надежность, а так же возможности монтировать трубопроводы различного назначения без применения сварочных работ (в том числе на уже действующих объектах), с большой скоростью набирает популярность в нашей стране. Многие крупные строительные и монтажные компании уже перешли на данный тип соединения трубопровода, как пожарного, так и хозпитьевого назначения.

Резьбовое соединение.

Резьбовой тип соединения, который наверное известен абсолютно всем. Резьбовой тип соединения изобрели достаточно давно (чаще всего изобретение резьбового соединения приписывают Римской империи). Резьбовое соединение наиболее часто применяют для соединения трубопроводов и оборудования небольших диаметров.

Некоторое оборудование поставляемое нашей компанией может иметь комбинированное соединение. Например клапан может иметь с одной стороны фланцевый тип соединения, а с другой стороны грувлочный (муфтовый тип).

Фланец

Фланец (от нем. Flansch ) — плоская деталь квадратной, круглой или иной формы с отверстиями для болтов или шпилек, служащая для прочного (узлы длинных строительных конструкций, например, ферм, балок и др.) и герметичного соединения труб, трубопроводной арматуры, присоединения труб друг к другу, к машинам, аппаратам и ёмкостям; для соединения валов и других вращающихся деталей (фланцевое соединение).

Содержание

  • 1 Фланцевое соединение
    • 1.1 Трубы и трубопроводная арматура
      • 1.1.1 Стандартные размеры плоского фланца
    • 1.2 Строительные конструкции
  • 2 Примечания
  • 3 Литература
    • 3.1 Литература для труб и трубопроводной арматуры
    • 3.2 Литература для строительных конструкций
  • 4 См. также

Фланцевое соединение [ править | править код ]

Трубы и трубопроводная арматура [ править | править код ]

Фланцы используют попарно (комплектом). Исполнение фланцев осуществляется по ГОСТ 33259-2015, и оно зависит от рабочего давления, на которое рассчитывается фланец или фланцевое соединение, и от перемещаемой среды:

  • Исполнение B — с соединительным выступом.
  • Исполнение E — с выступом.
  • Исполнение F — с впадиной.
  • Исполнение C — с шипом.
  • Исполнение D — с пазом.
  • Исполнение K — под линзовую прокладку.
  • Исполнение J — под прокладку овального сечения.
  • Исполнение L — с шипом под фторопластовую прокладку.
  • Исполнение M — с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланцы различаются по типам: стальные плоские приварные (тип 01); стальные приварные встык (воротниковые фланцы) (тип 11); стальные плоские свободные на приварном кольце (тип 02); фланцы корпуса арматуры (сосудов и аппаратов) (тип 21); фланцы стальные плоские на отбортовке (тип 03); стальные плоские свободные на хомуте под приварку (тип 04).

Российские стандарты регламентируют давление среды трубопроводов и соединительных частей, а также на присоединительных фланцев арматуры, соединительных частей машин, патрубков аппаратов и резервуаров на условное давление Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см 2 )

Распространённые способы изготовления фланцев:

  • штамповка фланцев в закрытых штампах,
  • ковка на подкладном кольце (штамповка),
  • центробежное электрошлаковое литьё (ЦЭШЛ),
  • изготовление из раскатных колец (поковки),
  • плазменная (лазерная или газовая) резка из листа.

Производительным методом изготовления фланцев является штамповка фланцев в закрытых штампах, данный метод позволяет изготавливать фланцы до Ду 700 Pу 2,5 МПа. Фланцы большего диаметра изготавливаются из раскатных колец либо методам ЦЭШЛ.

Себестоимость изготовления плоских фланцев, диаметром до Ду 2200, позволяет снизить нарезка полос листового металла с последующим нагревом и прокаткой на фланцегибе. Для данного метода обязателен контроль ультразвуковой дефектоскопией сварных швов. Данная технология позволяет снизить себестоимость изготовления на 50—70 % в отличие от изготовления фланцев из цельного листа.

В последнее время в связи с переходом многих российских предприятий на оборудование, изготовленное по американским и немецким стандартам (ANSI/ASME, DIN/EN), появилась потребность в нестандартных «переходных» фланцах. На «переходных» фланцах присоединительная поверхность изготавливается по импортному стандарту, а «воротниковая» (юбочная) часть фланца по ГОСТ (под российский размер трубопроводов).

Стандартные размеры плоского фланца [ править | править код ]

Точные параметры всех типоразмеров фланцев в зависимости от номинального давления представлены в ГОСТ 12820-80. Основные размеры варьируются в следующих диапазонах:

  • диаметр внутреннего отверстия: от 10 мм до 1000 мм;
  • наружный диаметр: от 75 мм до 1175 мм;
  • наибольшая толщина: от 8 мм до 25 мм;
  • номинальная масса: от 0.25 кг до 52.58 кг.

Строительные конструкции [ править | править код ]

Для соединения отдельных малогабаритных строительных конструкций в целые огромные структуры, например, фермы, балки и др. в узлах растянутых конструкций применяются фланцевые соединения на болтах со следующими профилями [1] :

  • открытого профиля — тавры, двутавры, парные уголки;
  • замкнутого профиля — круглые и квадратные трубы.

Инструменты

Надежность любой системы зависит от надежности самого слабого звена системы. Сварные соединения стальных труб надежные и используются в большинстве случаев. Но возникают ситуации, при которых использование сварного соединения невозможно. Подключения различных фитингов, обеспечения разборного соединения, возможности профилактики и ремонта трубной арматуры а также рабочих узлов агрегатов, соединения разнородных труб: чугун-пластик, чугун-сталь, сталь-пластик, сталь-асбестоцемент, пластик-асбестоцемент и решения еще множества технологических задач. Обеспечить надежность и долговечность эксплуатации таких соединений должно фланцевое соединение. В общем конструкция фланцев предусматривает пару фланцев и уплотнительную прокладку и кольца, соединенные болтами или шпильками.

Содержание

  1. Фланцы – общие характеристикивидео
  2. Конструктивные особенности фланцев
  3. Обозначение фланцев
  4. Прокладки для фланцевых соединений
  5. Затяжка фланцевых соединенийвидео

Фланцы – общие характеристики

Для унификации продукции и возможности использования данной продукции в различных странах мира без проведения дополнительной обработки введена четкая классификация фланцевых соединений. Иногда один и тот же фланец в различных классификациях будет иметь различные обозначения.

Основные классификации, использованные в мире:

  • ГОСТ – стандарт принятый в СССР, и действующие на постсоветском пространстве;
  • DIN – немецкий стандарт действующий в Европе;
  • ANSI/ASME – американский стандарт действующий в США, Японии и в Австралии.

Существуют таблицы перевода стандартов, в которых указаны, какому стандарту отвечает тот или иной фланец.

Для изготовления фланцев используют различные материалы:

  • чугун;
  • ковкий чугун;
  • углеродистые стали;
  • нержавеющие стали;
  • легированные стали;
  • полипропилен.

Полипропиленовые фланцы получили свое распространение в последние десятилетие. В основном используются для монтажа безнапорных систем, соединения ПЭ трубы с металлической, присоединения трубной арматуры, на которой установлено фланцевое крепление. Изготовляют такие фланцы, как и металлические, литьем или штамповкой.

Разделяют фланцы и по типам:

  • плоские(ГОСТ 12820-81);

  • воротниковые(ГОСТ 12821-81);
  • свободные фланцы на приварном кольце(ГОСТ 12822-80);
  • фланцы для сосудов и аппаратов(ГОСТ 28759.2-90);
  • кольцевая заглушка(ГОСТ 12836-80).

Допускается изготовление квадратных фланцев, которые имеют минимум 4 отверстия под болты или шпильки. Использовать такие фланцы можно на системах с максимальным давлением не более 4,0МПа.

Согласно номенклатуре и соответственно ГОСТ 12815—80 фланцы арматуры и соединительных частей трубопроводов имеют девять основных исполнений уплотнительной поверхности:

  • исп. 1 — с соединительным выступом, самое распространенное исполнение фланцев, имеет специальный соединительный выступ в форме фаски под углом 45°
  • исп. 2 — похож по исполнению с предыдущей моделью, только соединительный выступ идет под углом 90°;
  • исп. 3 — с впадиной с внутренней стороны и выступ с наружной под углом 45°;
  • исп. 4 — с шипом ;
  • исп. 5 — с пазом в виде кольцевой выборки;
  • исп. 6 — под линзовую прокладку, с внутренней стороны выбрана фаска;
  • исп. 7 — под прокладку овального сечения, кольцевая выборка в форме с торцевой стороны;
  • исп. 8 — с шипом под фторопластовую прокладку;
  • исп. 9 — с пазом под фторопластовую прокладку.

Для фланцев сосудов и аппаратов имеются свои требования к исполнению, обозначенные в ГОСТ 28759.2-90, а для плоских приварных фланцев – в ГОСТ 28759.390

Конструктивные особенности фланцев

Фланцы, как любая трубная или запорная арматура, обладают несколькими конструктивными особенностями. При выборе и расшифровки обозначения фланцев эти особенности необходимо обязательно знать.

Условный проход

Условный проход фланца является внутренним диаметром трубы, фасонной части или запорной арматуры, на которую приваривается фланец. Он принимается исходя только из условного прохода трубы.

Для плоских приварных фланцев с условным проходом 100, 125, 150 в зависимости от исполнения указывается буква (А,Б,В) – от нее зависит внешний диаметр трубы, если буква не указана, считается по умолчанию буква А.

Все геометрические размеры фланца буду зависеть от условного прохода. Один и тот же фланец с одинаковым условным проходом может быть изготовлен двумя способами – ряд1 и ряд2. Они отличаются разными межосевыми расстояниями между присоединительными отверстиями, а также в некоторых случаях разными диаметрами соединительных отверстий. По умолчанию фланцы изготовляют по ряду 2.

Давление

Важным свойством фланцевого соединения это возможность удерживать давление системы без протечек и разрушения системы. Этот показатель обозначается как условное давление. Показатель условного давления зависит от геометрических размеров фланца, материала изготовления, исполнения, уплотнительной прокладки.

Важно: При заказе фланцев следует помнить, что существуют разные размерности давления: в кгс/см2, Па(МПа), атм., бар. Поэтому необходимо точно указывать, на какое давление должно быть рассчитано данное изделие.

Температура

Рабочая температура жидкости станет температурой фланца, следует учесть, что параметры давления и температуры взаимозависимы. При увеличении температуры максимальное давление, под которым работает фланцевое соединение, будет падать. Зависимость можно выразить линейной интерполяцией. Зависимости между рабочей температурой и давление для каждого фланца приведены в специальных таблицах и ГОСТах.

Обозначение фланцев

Каждый из видов фланцев имеет свое специфическое обозначение, рассмотрим каждый из них.

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

Обозначение свободных фланцев как и плоских фланцев немного отличается. Поскольку в данном изделии используется приварное кольцо, то к обозначению фланца идет еще обозначение кольца, например:

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

Герметизация узла или соединения, находящегося под избыточным давлением, часто в агрессивной среде занимает важное место в расчете фланцевого соединения.

В зависимости от используемого вида фланца или иго конструктивного исполнения, давления, температуры, химических свойств среды, в качестве герметизирующих прокладок используются:

  • 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.

Затяжка фланцевых соединений

Затяжка фланцевых соединений – ключевой момент монтажа фланца. Чтобы достичь максимальной герметизации, необходимо чтобы все детали были точными.

Подготовка элементов

Поверхности фланцев очисть и обезжирить, проверить на наличие царапин, впадин и вмятин. Осмотреть на наличие коррозии самого фланца и крепежных элементов – болтов и гаек. Удалить заусеницы с резьбы, предварительно также можно «прогнать» по резьбе каждый болт и гайку. Смажьте резьбу болта, или шпильки. Подготовьте и установите прокладку. Убедитесь в правильности ее установки, она должна лежать по центру.

Важно: Не используйте старые прокладки, если нет возможности заменить прокладку допускается установка нескольких старых прокладок.

Последовательность затяжки

Надежную и правильную фиксацию фланца обеспечит правильный порядок затяжки болтов. Для этого слегка затените первый болт, следующий болт выбираете с противоположной стороны, затяжка также провести слегка. Третий болт, который затягиваете, отстает от первого на четверть оборота(90°) или близкий к этому углу. Четвертый – напротив третьего. Последовательность продолжить пока не будут затянуты все болты. При затяжке фланцев с креплением на 4 болта используют технику – крест-накрест.

Момент затяжки

Чтобы получить максимально герметическое соединение, болты должны иметь необходимый момент затяжки. Напряжение от затяжки должно быть равномерно распределится по фланцу. Во время затяжки на болт действует растягивающие усилие противоположное усилию затяжки соединения. При избыточном усилии затяжки можно сорвать резьбу на болте или оборвать сам болт.

Для регулировки усилия затяжки используют разные техники затяжки:

  • гидравлической натяжной механизм;
  • гидравлический динамометрический ключ;
  • пневмогайковерт;
  • ручной динамометрический ключ.

В крайнем случае можно использовать затяжку от руки, но подобным способом лучше работать профессионалу.

В независимости от выбранного способа затяжки усилие, с которым затягиваются гайки, должны отвечать спецификации изделия.

После установки фланца и запуска системы в первые 24 часа работы возможна потеря момента затяжки до 10%. Это присуще любому болтовому соединению за счет вибрации, усадки прокладки, изменению температуры.

Через сутки-двое дополнительно провести затяжку резьбовых соединений к установленному моменту, согласно спецификации.

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

Виды фланцевых соединений трубопроводов – используемые материалы и способы монтажа

Чтобы стыковать между собой стальные трубопроводы промышленного типа, в основном используют фланцевый способ соединения. В первую очередь это относится к подаче воды, отопительным, газовым и нефтегазовым магистралям.

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.

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. Читайте также: «Какие бывают фланцы для труб – виды и преимущества соединений».

Монтаж фланцевых соединений трубопроводов сварного типа осуществляется путем их приваривания к трубному торцу при помощи двух сварных швов. Элементы, предусматривающие стыковую сварку, имеют один шов, разделяющий между трубу и фланцевый корпус. Конструкция, оснащенная кольцом, включает в себя две части – пластину и кольцо, с одинаковым диаметром. В этом случае труба имеет одно кольцом, фланец же совершенно свободно вращается вокруг трубы.

Данным типом изделий обычно комплектуются труднодоступные места и участки, где требуется постоянный ремонт и обслуживание магистрали. Конструкционные особенности этого соединения позволяют проводить монтажные и демонтажные работы в условиях ограниченного пространства и за очень короткие сроки.

Типы фланцевых соединений трубопроводов и оборудования (или сосудов) имеют следующую классификацию:

  • Плоские из стали (ГОСТ №28759-2). Используются на оборудовании сечением 40-400 см. Способны выдерживать давление 0,3-1,7 Мпа, и температуру -70 +300 градусов.
  • Стальные, для стыковой сварки (ГОСТ №28759-3). Выпускаются в диаметре 4-400 см. Рассчитаны на давление 0,7-6,5 Мпа, температуру -70 — +550 градусов.
  • Стальные, имеющие сечение восьмиугольного типа. Могут иметь диаметр 40-160 см. Допустимые параметры давления: 6,4-16 Мпа, температуры: -70 — +550 градусов.

Нельзя обойти вниманием и т.н. изоляционное фланцевое соединение. Его непосредственной задачей является защита трубы от коррозийных процессов электрохимического типа: именно из-за нее подземные коммуникации быстро выходят из строя. В состав изолирующего фланцевого соединения входят две стягивающие шпильки и диэлектрическая прокладка, изготовленная из термостабилизированного графита или паронита.

С помощью такого соединения блуждающие электрические токи локализируются на конкретных магистральных участках: нередко для их отведения в почву применяют специальное заземление. Использование изолирующих фланцевых соединений приводит к заметному увеличению эксплуатационного срока коммуникаций, расположенных под землей. Меняют диэлектрическую прокладку примерно раз в 15-20 лет: для этого потребуется наличие специальных разгонщиков в виде клиновидных домкратов, для разводки соседних фланцев. Данные приспособления могут быть ручными или гидравлическими, с возможностью развить усилия до 15 тонн.

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.

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.

Что такое фланцевое соединение

Герметизация ответственных систем — сложная тема для обсуждения. Окружена многолетней практикой применения одних и тех же герметиков, куда современному материалу пробиться проблематично. А также —стопкой нормативных документов: ГОСТов, СНиПов. И не то чтобы они устарели, но объективно не успевают за быстро сменяющимися условиями эксплуатации систем. Так, к проектированию магистральных трубопроводов предъявляют сегодня новые повышенные требования безопасности, ведь от работы трубопровода зависит привычное жизнеобеспечение людей: отдельно взятого предприятия, дома, поселка, города и даже страны.

Что нужно знать о магистральном трубопроводе?

Магистральные трубопроводы предназначены для транспортировки различных веществ от места добычи до потребителя. Используют магистрали для доставки нефти и нефтепродуктов, природного и сжиженного газа, воды и т.д. Магистральный трубопровод — сложная инженерная система, которая состоит из:
• Непосредственно труб
• Соединительных механизмов
• Насосных и распределительных станций
• Установок по подготовке веществ для транспортировки
• Станций хранения веществ
• Амбаров для аварийного спуска веществ
• Сооружений для служб эксплуатации и обслуживания трубопровода


Состав магистральных трубопроводов варьируется от вида доставляемого вещества, местности, климата, условий строительства.

Существует как минимум 7 классификаций магистральных трубопроводов:

• По рабочему давлению — I, II, III класса. Это конструкции с высоким давлением — свыше 25 атмосфер, средним — от 12 до 25 атмосфер, низким давлением до 12 атмосфер.

• По диаметру — I, II, III, IV класса, где первый класс — трубы диаметром больше 1200 мм, а четвертый класс — меньше 300 мм.

• По способу прокладки — подземные, наземные, подводные, плавающие.

• По величине конструкции. Магистральные, т.е. многокилометровые для транспортировки нефти и нефтегазовых продуктов. Технологические — для обеспечения газом, водой, паром специализированных предприятий. Коммунальные — для бытовых нужд многоквартирных домов и различных организаций.

• По схеме изготовления — простые и сложные. Простая конструкция предполагает прямую протяженность трубопровода. Сложная — это конструкция с ответвлениями.

• По рабочей температуре — холодные, нормальные, горячие сети с диапазоном температур: ниже 0 °C, до +45°C и выше 45°C соответственно.

• По показателю агрессивности среды — неагрессивные, слабоагрессивные, неагрессивные.

Для строительства магистральных трубопроводов в основном используют стальные трубы длиной от 10,5 до 11, 6 мм. В зависимости от диаметра и передаваемого вещества трубы делают из спокойных и полуспокойных, углеродистый и низколегированных сталей. Для труб большого диаметра выбирают листовую и рулонную сталь. На производстве трубы дополнительно обрабатывают изоляционным покрытием для защиты от коррозии, температурного воздействия, воздействия электрического тока и др.

Соединение магистральных трубопроводов осуществляется с помощью фланцев. Фланец — это деталь квадратной, круглой или прямоугольной формы, в которой предусмотрены отверстия для болтов и шпилек. Различаются фланцы по диаметру, ширине и массе. Производство фланцев и фланцевых соединений регламентируется государственным (национальным) стандартом, разработанным отдельно для СНГ, стран Европы и Запада.

Сбой в работе магистрального трубопровода или отдельного его участка возможен по разным причинам. Самая частая — утечка транспортируемого вещества из-за разгерметизации фланцевого соединения. Авария на отдельно взятом участке ведет к остановке работы целой системы, а при условии доставки взрывоопасных веществ влечет за собой катастрофические последствия, включая человеческие жертвы.

Выбор герметика и качественная герметизация фланцевого соединения — вот два ключевых вопроса на этапах проектирования и строительства магистрального трубопровода.

Поговорим об этом подробнее.

Чем герметизируют фланцевые соединения магистральных трубопроводов?

Мы уже говорили выше и повторим снова, что современные магистральные системы требуют нового подхода к герметизации. Сегодня магистрали работают с высокими нагрузками, в условиях экстремально низких и высоких температур, контактируют с агрессивными средами. Все это — основание для поиска высокоэффективных герметиков, которые в свою очередь должны быть удобными в применении, эксплуатации и обслуживании.

Традиционно для герметизации фланцевых соединений, основываясь на многочисленных ГОСТах, применяют:
• Металлические
• Неметаллические
• Комбинированные прокладки.

Их устанавливают между двумя частями фланцевого соединения в зависимости от конфигурации детали. Прокладки бывают по своему свойству упругими и жесткими, а конструктивно — плоскими, спиральными, гофрированными, линзовыми, зубчатыми. Такой широкий спектр разновидностей прокладок объясняется просто. Во-первых, диаметром фланца. Во-вторых, его формой — квадрат, круг, овал. В-третьих, транспортируемым веществом.


Подбор подходящей прокладки (или иного герметика) и последующее уплотнение фланцевого соединения напрямую влияет на безопасное функционирование всей магистрали. Уплотнительный материал должен выдерживать постоянные выдавливающие нагрузки, перепады давления, температурные воздействия, возможные механические удары. Кроме того, уплотнитель/герметик должен «справиться» и с дефектами самой уплотняемой поверхности, т.е. с дефектами фланца. А они имеют место быть из-за производственного недочета или какого-либо воздействия во время подготовки к работе. Крепежные пластины могут иметь впадины, зазоры, заусенцы, микротрещины. Одна из задач герметика — восполнить эти недочеты или — дословно — заполнить все пространство внутренней поверхности фланца.

Справляются ли с этой задачей жесткие прокладки? Большой вопрос. Их применение требует точного соответствия форме и диаметру фланца, а еще — поиска идеальной детали без каких либо «но» в виде производственных, упомянутых выше дефектов. Чтобы минимизировать риски утечек на рынке появляются прокладки сложных форм.

Что касается упругих прокладок, то несмотря на свою «мягкость», они все же не являются пластичными. И в этом их недостаток. Кроме того, упругий материал теоретически рассчитан на определенное давление и температуру, а на практике может быть не готов к форс-мажорным ситуациям. И получается, что подобран уплотнитель правильно, а утечка все равно происходит.

Альтернативное решение для герметизации фланцевых соединений магистральных трубопроводов — анаэробные герметики. Это материалы последнего поколения, пришедшие на открытый рынок из оборонной и космической отрасли. Анаэробные герметики представляют собой гели, которые полимеризируются внутри соединения, где нет доступа кислороду. Там они образуют твердый полимер, который надежно скрепляет две части соединительной детали и дает 100%-ную защиту от протечки не менее чем на 15 лет.

Преимущества анаэробных герметиков для строительства магистралей

К уплотнительным материалам для фланцевых соединений предъявляют следующие требования:
• Упругость и эластичность
• Стойкость к окружающей и рабочей среде
• Антикоррозийные свойства
• Отсутствие температурных деформаций

Среди линейки анаэробных герметиков есть тот, что полностью отвечает этим требованиям и даже превосходит их. Это герметик СтопМастерГель Красный, разработанный специально для уплотнения фланцевых соединений.

Что касается первого пункта — упругости и эластичности — то достаточно сказать, что этот герметик выпускается в виде геля высокой степени вязкости, который при нанесении равномерно распределяется по всей внутренней поверхности фланца. Что принципиально, гель заполняет каждую впадину, окутывает каждый заусенец и шероховатость, образуя ровное плотное покрытие. При сборке соединения гель не скатывается, не вылезает наружу и остается внутри так называемого «фланцевого бутерброда».

Стойкость к окружающей и рабочей среде подтверждается тем, что СтопМастерГель Красный не боится таких агрессивных веществ как бензин, дизель, антифризы и промышленные газы. Нанесение геля возможно в условиях пониженных и повышенных температур, нехарактерных для местности, где происходит строительство трубопровода.

Анаэробный герметик СтопМастерГель Красный имеет высокую стойкость к коррозии за счет синтетического состава и высокой адгезии геля к материалу уплотняемой поверхности.

Если говорить о температурных показателях, то рабочий диапазон герметика — от -60 до +150°C. Т.е. он одинаково эффективен для холодных, нормальных и горячих сетей. Кратковременно выдерживает нагрев до +200°C.

Что еще можно сказать о герметике СтопМастерГель Красный?

• Выдерживает давление до 40 атмосфер и выше
• Устойчив к сильной и длительной вибрации и ударным перегрузкам
• Формирует соединение, которое прочнее самих труб
• Удобен для нанесения
• Быстро полимеризируется — в течение 5 минут — и не дает усадки
• Оставляет возможность демонтажа

Анаэробный герметик СтопМастерГель Красный подходит для следующих магистралей:
• Нефтяные, нефтехимические, продукты нефтепереработки
• Газовые (для транспортировки природного и сжиженного газа)
• Водоснабжающие и водоотводящие
• Паровые


Имеет сертификаты для использования в пищевой промышленности и системах питьевой воды. Применяется как для сбора нового трубопровода, так и для ремонта или замены некоторых участков уже работающего. Эффективен на новой чистой и старой уплотняемой поверхности. Чтобы добиться абсолютной герметизации фланцевого соединения, грязную поверхность очищают и обезжиривают. После чего наносят гель.

Ответственный подход к герметизации мест соединения магистральных труб очевиден и обязателен. При выборе герметика отдайте свой голос за тот, что превосходит нормативные требования, ускоряет сборку системы в 2 раза и дает защиту от утечек и аварий на 15-20 лет. Это разумно и безопасно.

Современные герметики напрямую от производителя Вы можете приобрести прямо сейчас у нас на сайте либо найти товар в ближайшем к Вам магазине. Адрес такого магазина можете уточнить на нашей карте в разделе ГДЕ КУПИТЬ.

Основные характеристики и назначение фланцевых соединений

Использование фланцевых соединений в трубопроводах обусловлено простотой сборки и возможностью замены запорной арматуры или фасонных изделий. Такая конструкция обеспечивает прочную стыковку частей трубопровода.

Благодаря фланцевым соединениям облегчаются следующие мероприятия:

  • профилактические работы по очистке труб
  • ремонт частей трубопровода
  • модернизация элементов

Визуально фланец представляет собой деталь с плоской поверхностью квадратной или круглой формы. Изделие имеет отверстия, предназначенные для установки крепежных элементов – болтов, шпилек, шайб, гаек.

В эксплуатации трубопроводов используются несколько видов фланцевых соединений:

  • приварной тип
  • свободновращающийся вид
  • резьбовой тип
  • глухой формы
  • сквозного вида

Фланцевые соединения используются практически для всех трубопроводов с различными средами. В зависимости от характеристик передаваемой среды, подбирают материалы для изготовления фланцев или делают композитные изделия, которые повышают стойкость металлов к специальным веществам.

Составляющие части фланцевого соединения и стандартизация

Установка фланцевого соединения производится с использованием крепежей и сварки. Соединительный комплект имеет несколько составляющих:

  • Фланец – металлическая деталь плоского профиля с симметрично размещенными отверстиями для проведения монтажа.
  • Крепежные элементы.
  • Прокладки – уплотнения соединения.

Фланцевый крепеж состоит из нескольких элементов – шпилек или болтов, шайб (граверов) и гаек. Крепеж изготавливают из различных материалов и применяются для конкретного типа фланца с учетом диаметра отверстия, выраженного в миллиметрах. Резьбовые соединения имеют нормативные параметры шага резьбы. Метрический тип выражен в миллиметрах, дюймовый определяется в дюймах. Требования к крепежу соединения устанавливаются нормативными документами и государственными стандартами.

При установке фланцев используются крепежные элементы:

  • Болты — стержень с нарезанной резьбой на одной части детали и многогранной головкой на другой. Нормативным параметром служит длина болта, определяемая в миллиметрах и метрическая резьба.
  • Шпилька – деталь стержневой формы с наличием резьбы с обоих концов. Одно резьбовое соединение устанавливается в основную конструкцию, вторая часть крепится гайкой. В ряде случаев монтаж осуществляется установкой гаек на оба конца шпильки.
  • Гайки – многогранник с отверстием и резьбовой насечкой внутри. Применяется для стягивания посредством болта фланцев. Используются одновременно с установкой шайб.
  • Шайба – плоская круглая деталь с отверстием, устанавливаемая под гайку. Не позволяет гайке портить покрытие фланца или запорной арматуры, обеспечивает стабильное положений крепежа, исключение перекосов в положении и максимальный прижим. Применяются шайбы прижимного, концевого, стопорного типа.
  • Гравер – круглая рассеченная шайба квадратного профиля, изготовленная из закаленной стали. Гравер устанавливается между гайкой и плоской шайбой и предназначен для защиты от раскручивания гайки.

Детали комплекта фланцевого соединения имеют унифицированные параметры, соответствующие государственным и международным стандартам. В нашей стране используется стандартизация ГОСТ, в Европе действует DIN, для ряда стран (Япония, США и другие) применима американская система ANSI/ASME.

Четкая классификация фланцев позволяет использовать элементы соединения в различных странах без дополнительной подгонки параметров. Различия в классификации обозначений в стандартах легко устраняются при использовании таблиц перевода.

Наряду со стандартными изделиями возникает потребность во фланцах, имеющих нестандартные размеры диаметра, мест расположения крепежа. Детали, выполненные по специальным заказам, могут иметь выступы, дополнительные отверстия или пазы. Изделия производятся по индивидуальным заказам и чертежам, позволяющим решать узкие технологические задачи.

Материал изготовления деталей соединений

Основной элемент, фланец, преимущественно производится из стали (углеродистой, низколегированной, нержавеющей) и чугуна (ковкого и серого типа). Менее часто используют полипропилен, титан, алюминий, бронзу, латунь. Использование полипропилена нашло распространение только в последние годы. Установка преимущественно производится для полимерных труб.

Требования к материалу изделия (марке) определяются температурным режимом, давлением трубопровода и иными параметрами. Таблицы зависимости марки металла от давления и допустимых температур установлены нормативами в ГОСТах. В стандартном варианте в производстве фланцев используют материал, идентичный составу трубопровода или мест установки изделий.

Особые требования предъявляются не только к материалу для изготовления фланцев, но и к уплотнительным элементам соединения. Прокладки обеспечивают герметичность. Для их изготовления применяют техническую резину с различными характеристиками: стойкую к кислотам, щелочам, маслам, бензинам, повышенным температурам. Тип прокладки и материал определяется назначением трубопровода и характеристиками соединения. Менее часто применяются материалы: поранит, фторопласт или асбестовый картон.

Технология производства

При производстве фланцев используют несколько способов:

  • Центробежное литье
  • Штамповка или ковка
  • Резка из листа стального проката с использованием лазерного инструмента.
  • Горячая поковка из заготовок в виде прокатных колец.
  • Полуручной способ с использованием станков ЧПУ или токарно-фрезерных полуавтоматов.

Наиболее производительным способом, часто используемым для выпуска серийной партии, является штамповка, осуществляемая в закрытых формах – штампах. Наименее затратным является способ резки деталей из листовой стали. Способ требует дополнительного ультразвукового контроля на отсутствие каверн.

В процессе изготовления деталей производятся регулярный контроль качества. От качества фланца зависит работоспособность магистралей, при выходе из строя которых или авариях пользователь будет нести существенные потери. Одним из основных тестов является проверка на механическую целостность и ровность поверхности.

В настоящее время закупается большое число импортного оборудования, адаптированного под международные стандарты. На предприятиях налажен выпуск фланцев «переходного типа», сочетающего параметры разных систем стандартизации.

Для защиты фланцевых соединений от воздействия агрессивных сред, фланцы покрывают специальными материалами, которые увеличивают срока эксплуатации. Поверхностный слой стали обрабатывается никелем, хромом, цинком и иными материалами, препятствующими преждевременному разрушению. Вид покрытия определяется заказчиком.

Конструктивные особенности фланцев

В России применяются 3 вида соединительных фланцев трубопроводов, различающихся конструктивно. Параметры установлены ГОСТами. Используемая типовая классификация стальных фланцев внесена в несколько стандартов:

  • ГОСТ 12820-80 применяется для плоских приварных деталей. Элемент «одевается» на трубу с последующим крепежом сваркой. Соединение осуществляется двумя швами по месту стыка. Монтаж отличается трудоемкостью, но обеспечивает особо надежную стыковку.
  • ГОСТ 12821-80 используется для стандартизации приварных деталей встык (другое название – воротниковый фланец). При монтаже соединения производится стыковка торца трубы и воротника основной детали. Для прочного положения деталей проводится сварка однократным швом.
  • ГОСТ 12822-80 применяется для свободных частей на кольце. В комплектацию входит дополнительный элемент – кольцо, имеющее равный фланцу диаметр. Конструкция отличается удобством монтажа, эффективно используемого в труднодоступных местах. Тип соединения используется при необходимости в проведении частых ремонтов. Особенность монтажа состоит в приварке кольца при свободном размещении фланца, легко вращаемого на трубе.

Менее часто используют стандартизацию ГОСТов, принятую в отношении фланцев резьбовых типов, изолирующих видов для подводных трубопроводов и прочих. Данные формы соединений труб имеют специальное назначение и встречаются редко.

В составе требований ГОСТов определяются особенности и параметры для каждого типа фланцев:

  • Условный проход.

Измеряется в миллиметрах и указывает на разницу в диаметрах соединительной детали и трубы. Параметры не совпадают и имеют значение для стальных плоских фланцев и элементов со сварным кольцом. Для воротниковых типов деталей соединений параметр значения не имеет. Для условного прохода применяется условное обозначение ДУ с использованием индексов А и Б, где под буквой А подразумевается диаметр детали, а под Б – трубы, выраженные в миллиметрах.

  • Рядность отверстий.

Параметр устанавливает отличия в размерах межу соединительными отверстиями. В ряде случаев для отверстий применяются различные параметры диаметров, выраженные в миллиметрах. При изготовлении деталей используются стандартный вариант, применяемый по умолчанию по ряду 2.

  • Условное давление.

Показатель выражает предельно допустимое давление, способное выдерживать соединение без возникновения протечек и разрушений. На параметр влияет тип детали, материал изготовления, диаметр, ширина стыковочной поверхности. Физические параметры и влияние их на максимальный показатель давления установлены ГОСТом. При использовании данных учитываются отличия в размерности обозначения давления.

  • Рабочая температура.

Параметр необходим для определения предельного значения давления. Физическая взаимозависимость показателей давления и температуры транспортируемой жидкости должна учитываться при проходе по трубам высокотемпературных сред. Возникающая расчетным путем линейная интерполяция влияет на соединительные возможности фланцев, снижаемые при повышении рабочих температур. В ГОСТах установлены соотношения между температурами и давлением для каждого типа фланцев.

Технология монтажа фланцевых соединений

Одним из важных моментов технологического процесса монтажа фланцев является подгонка всех элементов соединения. До проведения монтажа осуществляются мероприятия, направленные на подготовку деталей к установке.

На предварительном этапе проводятся действия:

  • Проверка поверхности фланцев на отсутствие вмятин, царапин, неровностей. Очищение и обезжиривание поверхности детали.
  • Проверка на отсутствие коррозии болтов, шайб и гаек. Снятие заусенец со стали и предварительная подгонка по резьбе элементов.
  • Смазка резьбы болтов.

Пробная установка прокладки. При повторной установке, бывшие в употреблении прокладки, не используются. Если возможность применить новые уплотнения отсутствует, применяются несколько штук старых.

Путем затяжки болтов с использованием определенной схемы периодичности достигаются прочность стыка и герметичность системы.

При установке болтов применяется следующая схема:

  • Затяжка первых болтов соединения производится не в полную силу.
  • После установки первого болта насаживается второй крепеж с противоположной стороны.
  • В третью очередь устанавливается болт, отступающий на четверть от первого.
  • Далее монтаж осуществляется в крестообразной последовательности.

В случае наличия 4 отверстий под болты монтаж производится крестообразно. В процессе монтажа достигается равномерное затягивание фиксирующих элементов. При избыточном напряжении может возникнуть разрушение резьбового соединения или обрыв шпилек, шайб и болтов. Необходимое усилие для затяжки установлено в спецификации.

В процессе монтажа и затяжки деталей применяются инструменты: ручной гаечный ключ, гидравлические ключи, пневмогайковерт. Ручная затяжка крепежей соединения требует наличия практических навыков. По истечении суток техником осуществляется повторная контрольная затяжка крепежа.

Основные типы фланцев

Содержание

Фланец представляет собой диск круглой или квадратной формы со сквозным отверстием в центре, который используют повсеместно для соединения трубных участков, патрубков, шаровых кранов, аппаратов, машинных элементов и прочего трубопроводного оборудования.

Особенность фланцевого соединения заключается в возможности его многократного использования. Герметичность стыка в процессе эксплуатации достигается за счет периодической подтяжки крепления, а также своевременной замены прокладки, которая исключает течь продукта транспортировки, снижает трение/износ стальных деталей.

У соединителей выделяют несколько исполнений уплотнительных поверхностей (подробнее об этом можно узнать в нашей статье):

  • с соединительным и простым выступами;
  • с впадиной;
  • с шипом;
  • с пазом;
  • под линзовую прокладку;
  • под уплотнитель овального сечения;
  • с шипом под фторопластовую прокладку;
  • с пазом под уплотнитель из фторопласта.

Виды фланцев по ГОСТ 33259-2015

В 2015 году вышел межгосударственный стандарт ГОСТ 33259, который объединил в себе общие технические требования, конструкцию и размеры плоских, воротниковых, свободных фланцев, арматуры, изготавливаемых по ГОСТ 12820, 12821, 12822, 12815 соответственно. Согласно этому нормативу выделяют 6 типов соединителей, работающих в системах с номинальным давлением до 250 кгс/см2.

Фланец тип 01

Стальная плоская приварная соединительная деталь выдерживает нагрузки до 2,5 МПа. Ее изготавливают номинальным диаметром от 10 до 2400 мм. Эксплуатация возможна при температуре не ниже -40 °C.

Фланец тип 02

Свободный плоский соединитель на приварном кольце позволяет без проворота трубы легко производить стыковку арматуры или оборудования. Используют при укладке трубопроводов в труднодоступных местах, на трубных участках, где часто проводят ремонтные работы. Изготавливают методом ковки, штамповки или вырезают из листа.

Особенность элемента заключается в отсутствии контакта с рабочей средой. При монтаже на трубу сначала надевают фланец, затем кольцо. Далее кольцо приваривают к трубопроводу, после чего с ответной деталью образуют фланцевое соединение.

Выпускают диаметром (Ду) 10‒600 мм на Ру до 25 кгс/см2. Металлоизделие нельзя использовать при температурных значениях минус 40 градусов.

Фланцы тип 03 и 04

Детали стальные плоские свободные на отбортовке (тип 3) и на хомуте (тип 4) под приварку. Установку изделия производят аналогичным способом ‒ сначала надевают соединитель, далее отбортовку/хомут.

Тип 03 используют только на давление PN2,5, PN6, PN10, PN16.

Тип 04 применяют только при нагрузках PN10, PN16, PN25.

Оба вида выпускают диаметром от 10 до 600 мм.

В целях экономии производители иногда предлагают своим клиентам изготовление соединителя из алюминия, а отбортовки из нержавеющей или углеродистой стали. Поскольку алюминиевый диск не контактирует с транспортируемым продуктом, на материале можно сэкономить.

Фланец тип 11

Обладает характерным выступом ‒ «воротником», благодаря которому получил свое название «воротниковый фланец», иначе его называют «приварным встык».

За счет выпуклости, минимизирующей нагрузки у основания детали, его устанавливают в трубопроводных коммуникациях с давлением 01‒25 МПа. Условный проход (Ду) трубодетали ‒ от 10 до 4000 мм.

Фланец тип 21

Является частью/корпусом арматуры. Его изготавливают литьем из стали, серого или ковкого чугуна. Сфера применения и размер зависят от материала изготовления:

  • сталь используют при Ру от 2,5 до 250 кгс/см2, сечение ‒ от 10 до 2000 мм;
  • серый чугун ‒ от 1 до 16 кгс/см2, диаметр ‒ от 10 до 4000 мм;
  • ковкий чугун ‒ от 6 до 40 кгс/см2, условный проход ‒ от 10 до 300 мм.

Можно ли использовать разные типы фланцев

Для соединения труб или любого другого оборудования необходимо к каждому трубному концу приварить по фланцу, установить между ними прокладку, стянуть болты (рекомендуется делать это крест-накрест, чтобы добиться соосности).

Однако фланцевое соединение образуют детали с разными типами исполнений по принципу «мама ‒ папа»: элемент с выступом стыкуют с его зеркалом ‒ диском со впадиной. Поэтому на трубопроводе допускается монтировать несколько видов соединителей, но запрещается использовать трубодетали разных исполнений в паре.

Помимо представленных стандартов существуют американские, европейские нормативы (ASME, DIN), в соответствии с которыми конструкция трубодеталей остается неизменной, но маркировка может отличаться. Для устранения различий используют таблицы перевода.

Фланцевое соединение трубопроводов

Фланцевое соединение

Фланцевое соединение — наиболее распространенный способ стыковки стальных промышленных трубопроводов между собой. Таким образом могут соединяться трубы систем водоснабжения, магистрального отопления, газоснабжения и нефтегазовые трубопроводы.

1. Назначение и особенности фланцевого соединения

1.1 Разновидности фланцев

2. Варианты исполнения фланцев

2.1 Конструктивные особенности фланцевого крепежа

1. Фланец представляет собой плоскую стальную пластину, имеющую форму кольца (реже — квадрата либо прямоугольника). В средней части пластины расположено отверстие под вставку торцевой части трубы, а по ее контуру — несколько равноудаленных отверстий под установку болтов либо шпилек, которые впоследствии фиксируются гайками.

Фланцевые соединения являются быстроразъемной альтернативой сварной и муфтовой стыковки. При монтаже торец трубы приваривается к пропускному отверстию фланца, после чего пластины стягиваются между собой. Герметичность соединения достигается за счет использования уплотнительных прокладок из резины либо фторопласта. Также могут использоваться обтюраторы — стальные заглушки, устанавливаемые между двух фланцев. Обтюраторы позволяют перекрыть конкретный участок трубопровода при необходимости его ремонта.

Также фланцевые соединения используются для соединения трубопроводов с устройствами и технологическими емкостями, чаще всего — теплообменниками. В таком случае на концы труб наваривается фланец, к которому подводится заборный патрубок оборудования.

Соединительные фланцы

В зависимости от функционального назначения выделяют следующие типы фланцевых соединений:

для стыковки труб и установки запорно-регулирующей арматуры, выдерживающее давление от 0.1 до 20 МПа — регулируется положениями ГОСТ №12815;

1.2. Разновидности фланцев

Каждый из вышеуказанных нормативных документов содержит классификацию фланцев, по которой соединительные элементы разделяются на разные виды. Рассмотрим классификацию изделий для стыковки стальных труб по ГОСТ 12815:

Из серого чугуна, литые (ГОСТ №12817-90) — применяются для установки литой трубопроводной арматуры, соединения труб промышленного оборудования и технических емкостей из чугуна. Предназначенные для давления 0.1-16 МПа, рабочая температура от -16 до +300 градусов.

Из ковкого чугуна, литые (ГОСТ №12818-80) — используются для стыковки труб, монтажа арматуры и подключения приборов и емкостей из ковкого чугуна. Выдерживают давление 1.6-4 МПа, рабочая температура от -30 до 4000.

Из стали, литые (ГОСТ №12819-80) — соединительные элементы трубопроводов и арматуры из любых материалов. Эксплуатируются при давлении 1.6-20 МПа, температурный режим от -250 до +600 градусов.

Из стали, приварные плоского типа (ГОСТ №12820-80) — норматив распространяется на фланцы плоского типа, выдерживающие давление 0.1-2.5 МПа и температуру от -70 до +3000. Вставка фланцевая (обтюратор) также производятся по данному стандарту.

Из стали, для стыковой сварки (ГОСТ №12821-80) — выдерживают давление 0.1-20 МПа, температурный режим от -250 до +6000.

Из стали, оборудованные приварным кольцом — давление от 0.1-3 МПа, рабочая температура от -30 до +3000.

Соединительные элементы сварного типа при монтаже надеваются на торец трубы и фиксируются двумя сварными швами. Конструкции для стыковой сварки закрепляются одним швом, расположенным между срезом трубы и воротником фланца.

Стальной фланец с приварным кольцом

Изделия с приварным кольцом состоят из двух частей — пластины и кольца, имеющих идентичный диаметр. При этом к трубе приваривается только кольцо, тогда как фланец остается свободным и может прокручиваться вокруг своей оси. Такая конструкция используется в труднодоступных местах либо на участках, где необходим регулярных ремонт или обслуживание трубопровода.

Фланцы для стыковки труб с сосудами и оборудованием, соответствующие требованиям ГОСТ 28659, классифицируются на следующие разновидности:

Стальные плоские (ГОСТ 28759.2) — применяются для сосудов и оборудования диаметром 400-4000 мм. Предназначены для давление 0.3-1.7 МПа и температуры -70 +300 градусов. Широко используются в нефтегазовой и химической промышленности.

Стальные для сварки встык (ГОСТ 28759.3) — диаметр от 40 до 4000 мм, давление 0.7-6.5 МПа, температура от -70 до +5400.

Стальные восьмиугольного сечения — диаметр 400-1600 мм, давление 6.4-16 МПа, температура от -70 до +550 градусов.

Также существует такое понятие как изолирующее фланцевое соединение ИФС, для обустройства которого могут применяться любые типы фланцевых конструкций. Изолирующее фланцевое соединение применяется с целью защиты трубопроводов от электрохимической коррозии, которая является главной причиной ускоренного износа подземных систем.

Изолирующее фланцевое соединение

Изолирующее фланцевое соединение состоит из 2-ух стягивающихся шпильками фланцев, между которыми расположена прокладка из диэлектрического (не проводящего ток) материала. Чаще всего применяется термостабилизированный графит либо поранит.

Такая конструкция предотвращает распространение тока по трубопроводу, ограничивая его на конкретном участке магистрали. Изолирующее фланцевое соединение способно значительно увеличить срок службы подземных трубопроводов, оно используется в течении 15-20 лет, после чего диэлектрическая прокладка подлежит замене.

Разгонка фланцев

При необходимости замены прокладки используются специальные разгонщики, представляющие собой клиновидные домкраты, посредством которых разводятся соседние фланцы. Существуют механические (ручные) разгонщики и гидравлические разгонщики, которые способны развивать усилие до 15 тонн.

2. Варианты исполнения фланцев

Помимо классификации по материалу изготовления и способу монтажа, фланцы разделяются в зависимости от конструктивного исполнения. ГОСТ №12820 на стальные фланцы определяет 9 вариантов исполнения соединительных элементов:

исполнение №1 — конструкция оборудована соединительным выступом (фаской) под углом 45 градусов;

исполнение №2 — с выступом под углом 900;

исполнение №3 — с выступом на 450 и выборкой (впадиной) на внутренней торцевой части;

исполнение №4 — с внутренней выборкой и выступом на 900;

исполнение №5 — с внутренним пазом по всей окружности фланца;

исполнение №6 — нарезана внутренняя фаска под установку линзовой прокладки (вибровставки);

исполнение №7 — фаска предназначена под установки прокладки овальной формы;

исполнение №8 и №9 — аналогичны конфигурации №4 и №5 за исключения наличия фаски под линзовую прокладку.

В отдельную группу относятся компрессионные фланцы, предназначенные для соединения стальных и пластиковых труб. Компрессионные конструкции состоят из двух частей — фланцевой пластины и выходящей из нее цанговой муфты под ПЭ трубу. Компрессионные фланцы предназначены для систем с давлением до 10 МПа. Также существуют компрессионные адаптеры, посредством которых выполняется переход из пластиковой трубы на металлическую арматуру.

Вибровставка, она же вставка фланцевая, используется для снижения уровня шума и вибрации, возникающих в процессе эксплуатации трубопровода. Вибровставки выполняются из термически устойчивой резины, имеющей кордовое основание, за счет которого прокладка получает дополнительную жесткость и устойчивость к деформациям.

Вибровставки производятся в диапазоне диаметров 25-800 мм. Они могут устанавливаться на трубопроводы водоснабжения, подачи воздуха, парообразных веществ и других химически нейтральных жидкостей. Вибровставки диаметром 25-200 мм выдерживают давление до 16 МПа, 250-600 мм — до 10 МПа. Рабочая температура резиновой вибровставки до +110 градусов. Такие компенсаторы не повреждаются при линейном удлинении труб, они способны сжиматься и растягиваться на 12-20 мм, в зависимости от размера вибровставки.

2.1. Конструктивные особенности фланцевого крепежа

Фланцевый крепеж, помимо самой соединительной пластины, состоит из 3-ех элементов:

болта либо шпильки;

Согласно положениям ГОСТ №12816, использовать болты можно на трубопроводах с давлением рабочей среды до 25 МПа, если давление в системе превышает данную величину, должна применяться монтажная шпилька (стальной стержень с резьбой но обеих концах), которая обеспечивает большую прочность стыка. В трубопроводах высокого давления (от 100 МПа) используется шпилька из 35-ой стали, при давлении до 100 МПа — шпилька из стали 20Х.

Шайбы для фланцевых соединений представляют собой стальную пластину, подкладываемую под гайку либо шапку болта с целью увеличения ее опорной площади. Для крепежа фланцев допускается применять болты, шпильки и шайбы классов прочности 8.8, 6.6 и 5.6.

Защитный кожух из листовой стали

На фланцы, установленные на трубопроводах перекачивающих агрессивные жидкости, в обязательном порядке монтируется защитный кожух (КЗХ). Кожух представляет собой чехол из гидфровобного текстиля, листовой стали либо полимерных материалов, который предотвращает расплескивание рабочей среды при потере соединением герметичности.

Защитный кожух выпускается в диаметре 15-1200 мм, наиболее распространенные кожухи из фторопласта могут эксплуатироваться при температуре от -200 до +230 градусов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector