Содержание
Приварка фланцев к трубе
Фланец представляет собой специальную деталь, выполненную в форме округлого диска (кольца) с крепежными отверстиями. Он используется для создания герметичных разъемных соединений в промышленных и гражданских сетях. С его помощью к магистрали подключают приборы учета, теплообменные аппараты, фильтры, вентили, другую арматуру.
Наиболее эффективным способом крепления устройства к наземному или подземному инженерному сооружению считается приварка. Ее выполняют двумя вариантами:
- стыковая сварка. После состыковки диск сваривают с трубой по всему периметру, т.е. шов создают по всей плоскости касания элементов.
- приваривание кольца, надетого на трубный стержень. Методика подразумевает сварку по внутренней и наружной поверхности кольца.
Сварочные работы по установке стального фитинга в инженерную линию должны проводить профессионалы.
Типы фланцев
Для грамотного монтажа арматуры надо разбираться в ее разновидностях. По конструктивным особенностям выделяют следующие конфигурации элементов:
- резьбовой ‒ фланец с нарезкой/накаткой резьбы механически насаживают на конец трубной секции, имеющей небольшой диаметр. ‒ устройство с конусообразным усеченным выступом адаптировано к сетям, которые транспортируют материалы в условиях повышенного давления, высоких температур. Для крепления со стороны воротника используют сплошной или V-образный шов. ‒ его приваривают насквозь к торцевой части металлической конструкции. Арматура совместима с объектами, которые функционируют при небольшом давлении до 2,5 МПа.
- накидной ‒ элемент приваривают угловыми швами с обеих сторон. Сварщик должен отступить от края трубного отрезка на 2-3 мм.
- глухой ‒ этот тип детали используют, как заглушку, чтобы создать прочное разборное соединение в сочетании с другими фланцами. Ее прикрепляют на болтовой крепеж.
- раструбный ‒ устанавливают в линии с небольшим сечением, которые транспортируют потоки под высоким давлением. Деталь приваривают только с наружной стороны, оставляя небольшой люфт (1-1,6 мм). Это необходимо, чтобы минимизировать последствия теплового расширения.
Приварка фланцев к трубопроводу по ГОСТ
Монтаж фитингов приварным способом требует опыта, поэтому непрофессионалам его не доверяют. Неправильная техника спровоцирует разгерметизацию стыковых участков, что резко повысит вероятность прорыва магистрали.
При установке стального диска в трубопровод, ГОСТ допускает разные типы сварных швов: вертикальный, горизонтальный, потолочный.
Обычно при работах сохраняют зазор в стыке. Ширина люфта варьируется в пределах нескольких миллиметров. Если он не нужен, применяют технику сварки «в лодочку». При ее выполнении кромки проваривают на большую глубину. Риск затекания расплавленного металла незначителен.
Металлоизделие фиксируют угловым швом, когда нужно оформить люфт больше 4-5 мм.
Параметры сварочного рубца зависят от размера трубы в поперечнике. Типовая ширина внутреннего шва идентична толщине стенки магистрали. Его высота, как правило, составляет полсантиметра (максимальное значение ‒ один сантиметр). Наружный шов несимметричен, потому что его создание требует большего наплавления металла.
Стандартное приваривание реализуют сначала с внешней, потом с внутренней стороны. Эта техника подходит для плоских фланцевых конструкций. Если металлоизделие (например, воротникового типа) устанавливают сваркой встык, делают прикрепление с одной стороны.
Собирая фланцевое соединение следят, чтобы диск крепился строго перпендикулярно трубопроводу. Допускается сдвиг примерно на 2% от внешнего диаметра. Также проверяют, чтобы совпадали оси крепежных отверстий на двух кольцах. Соосность контролируют с помощью отвеса и уровня, допуская отклонение не больше 1-2 мм.
Методы крепления
Наиболее универсальным является контактный способ приваривания фланца. Его легко освоить: сама технология не нова, а техническое оборудование для ее реализации массово выпускают российские предприятия. Преимущество контактного метода ‒ позволяет прикреплять элементы к трубным конструкциям, которые имеют разную толщину стенок и различные диаметры. Его популярность также обусловлена высокой производительностью, почти полной автоматизацией процесса, отсутствием добавочных расходников (газов, электродов и др.).
Газовое приваривание позволяет создать прочные и плотные узлы в коммуникациях, но отличается неэкономичностью. Трудоемкие работы, которые могут проводить только газорезчики с высокой квалификацией, включают большое расходование ацетилена и кислорода.
Уступает по эффективности контактной методике и автоматическое прикрепление фитингов электродами: мастер может прожечь шовный ряд, если толщина стенок трубы составляет меньше 5 мм.
В России широко применяется ручная дуговая приварка. Но она также характеризуется трудоемкостью и не гарантирует нужную прочность сварочного рубца.
Качество сварных швов
Чтобы проверить крепление фланца применяют ультразвук.
Полученный рубец не должен содержать:
- продольные, поперечные трещины;
- скопление пор, кратеры шире 0,5 мм;
- наплавы (избытки наплавленного металла),
- линейные или разобщенные шлаковые включения.
Для проверки надежности соединения на особо важных участках сооружения (например, в месте изгиба или поворота) используют неразрушающие техники контроля (радиографический метод).
© ЗСПА — детали трубопроводов, 2021 Поставка трубопроводной арматуры по России и СНГ
Фланцы приварные. Типы фланцев приварных. Дефекты сварных соединений стальных приварных фланцев.
Фланец представляет собой специальную деталь, выполненную в форме округлого диска (кольца) с крепежными отверстиями. Он используется для создания герметичных разъемных соединений в промышленных и гражданских сетях. С его помощью к магистрали подключают приборы учета, теплообменные аппараты, фильтры, вентили, другую арматуру.
Наиболее эффективным способом крепления устройства к наземному или подземному инженерному сооружению считается приварка. Ее выполняют двумя вариантами:
- стыковая сварка. После состыковки диск сваривают с трубой по всему периметру, т.е. шов создают по всей плоскости касания элементов.
- приваривание кольца, надетого на трубный стержень. Методика подразумевает сварку по внутренней и наружной поверхности кольца.
Сварочные работы по установке стального фитинга в инженерную линию должны проводить профессионалы.
Сварка фланцев
В современном мире сварка фланцев весьма распространенное явление. Фланец – это деталь круглой или квадратной формы с отверстиями для крепления отдельных частей трубо -, газо-, нефтепроводов, строительных конструкций большой длины.
Для чего предназначен фланец?
В основном фланцы предназначаются для формирования быстросъемных фланцевых соединений на трубах.
В отличии от сварки такая конструкция обеспечивает возможность быстрого соединения или съема отдельных частей трубопровода, например, для проверки состоянии трубы на отдельных участках, установки кранов, датчиков, для возможности слива воды или для присоединения оборудования (тот же теплообменник). Фланцы навариваются на окончания труб и соединяют между собой болтами, шпильками в комплекте с ответным фланцем. Между ними обязательно ставятся прокладки из резины или других материалов.
Фланцы используются в разных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для герметичного подключения определенного участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам с целью подвода и отвода сред, а также для стыковки между собой отдельных участков трубы.
Классификация. Типы фланцев
Фланцы в разных странах изготавливаются по стандартам, соответствующим конкретным нормам, принятым в этих странах. Это может быть ГОСТ (для Украины ДСТУ ISO 7005-2:2005 (ІSO 7005-2:1988, ІDT). Металеві фланці.)), DIN или ТУ. По форме выделяются круглые, квадратные. Можно выявить два существенных группы фланцев:
- для арматуры
- для сосудов и аппаратов.
Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:
Приварной фланец воротниковый, накидной, раструбный, свободно вращающийся, резьбовой, глухой фланец. Пройдемся кратко по каждому из них.
Воротниковый фланец
Имеют характерную приварную горловину в виде конического концентратора, плавно переходящего к трубной стенке. Она обеспечивает распределение давления подаваемых веществ через конусную ступицу. Используется для трубопроводов с высоким давлением или высокими/низкими температурами. Воротниковый фланец необходимо приваривать V-образным или сплошным швом.
Фланцевый патрубок Чаще всего применяется для второстепенных задач как подложка фланца для недорогой отбортовки.
Раструбный фланец
Предназначены для малогабаритных труб с большим давлением. Их срок службы в два больше чем у проваренных накидных фланцев. К недостаткам относится возможность разрывов, подверженность коррозии.
Сварка раструбных фланцев производится только с внешней стороны угловым швом встык, при этом необходимо чтобы остался небольшой люфт примерно в 1,6 мм чтобы компенсировать эффект теплового расширения (на картинке обозначено «Х»).
Накидной фланец
Требуют ровных краев трубы при соединении. Их срок службы в два-три раза меньше чем у воротниковых фланцев. из-за Сварка накидных фланцев производится с внешней и внутренней стороны угловыми сварными швами. Чтобы не повредить во время сварки поверхность фланца необходимо чтобы был зазор в 3 мм между концом трубы и внутренней кромкой фланца.
Вращающийся фланец
Свободно вращается на трубе, не привариваются. Вращающийся фланец при необходимости можно легко снять и заменить. Могут крепиться противоположными болтовыми соединениями.
Глухой фланец
Являет собой диск плоской формы с отверстиями для шпилек, болтов. Предназначены для перекрытия концевых отверстий труб, трубопроводов. В сочетании с другими фланцами, соединение такого типа является разборным. Не сваривается.
Приваривается редко, используется для трубопроводной арматуры, а также труб небольшого диаметра с толщиной стенки, достаточной для нарезки резьбы. В редких случаях может быть сделан уплотняющий сварной шов.
Сварка фланцев — техника
Величина зазора в стыке или как часто его называют люфт часто определяет технику сварки. В общей сложности 7/10 всех стыков «внутренний диаметр фланца-труба» требуют наличия небольшого люфта.
В случае когда зазор не требуется, используется техника в лодочку, так как она минимально подвержена затеканиям расплавленного металла и при этом кромки глубоко провариваются. Если люфт превышает 1.
5 мм, для хорошей свариваемости применяется техника поперечных колебательных движений электрода под углом 30° к плоскости оси трубы.
Для зазора в 4-5мм, сварка ведется угловыми швами с большими катетами равными стандартной величине плюс высота зазора.
Ширина и высота шва зависят от размера трубы в поперечнике. Обратимся к примерам. Для внешнего шва необходимо большее количество наплавленного металла со стороны фланца.
Таким образом шов немного не симметричен и его катет на трубе будет меньше. Ширина внутреннего шва в идеале должна соответствовать толщине трубы, но не более 0,7 см.
Высота — от 0,5 до 1 см в зависимости от сечения трубы в поперечнике.
Сварка фланцев должна проводиться с двух сторон. Чтобы получить крепкое соединение необходимо сначала проварить с наружной, а после для уплотнения с внутренней стороны. Таким образом внутренний и наружный сварные швы очень прочно соединят две части сварного узла. Такая практика применима для плоских стальных фланцев.
При этом в тех местах, где зазоры более 2,5 мм, для присадки используется электрод или сварочная проволока о 1.6-2.5 мм. Сварка фланцев с двух сторон начинается сначала с внутренней стороны. После сравниваются неровности прихватки с внешней стороны, проводится зачистка и сварка в направлении слева- направо.
Два прохода нужны только в том случае, если получается большой зазор.
Накладка сварного шва только с одной стороны применима для стальных фланцев, привариваемых встык, когда вплотную соединяются «воротник» фланца и торец трубы.
Сварка патрубков
Предварительно патрубок и фланец прихватывают с соблюдением всех углов. После сварной узел устанавливается на вращатель. Обрызгивается спреем против сварочных брызг и начинаем сварку.
Стандартно, согласно ГОСТу 16037-80 для труб с давлением от 10 до 25 кгс/см2 необходимо на фланце делать скосы .
Для приварки фланцев, патрубков рекомендуется использовать вращатели. Они дают возможность легко вращать, наклонять в нужное положение и приподнимать обрабатываемую деталь или кусок трубы. Таком образом можно без лишних усилий сваривать, шлифовать или даже красить объект
Необходимые меры предосторожности
Сварка фланцев требует внимания и соблюдения мер, способных уберечь сварщика от наиболее распространенных ошибок. Предварительно перед сваркой нужно зачистить и подготовить кромки. Соединяя воедино фланцевые соединения следите за тем, чтобы они были строго перпендикулярны к оси трубы. Допустимые отклонения могут быть до 1 % от наружного диаметра фланца, но не превышать 2 мм.
Чтобы проверить ровно ли приварен фланец (перпендикулярность, соосность) можно воспользоваться обычным или специально предназначенным угольником для фланцев.
При самостоятельной сборке узлов требуется учитывать длину болтов, толщину прокладки. Необходимо чтобы все головки болтов располагались с одной стороны, не были утоплены, а их окончания выступали на уровень трех шагов резьбы. Сварной шов и край трубы не должны быть выше уровня зеркала фланца.
Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за зеркало фланца. Отклонения линейных размеров собранных узлов не должны превышать ±3 мм при длине до 1 м и ±1 мм на каждый последующий метр.
Контроль качества сварных швов
Для проверки качества сварного шва чаще всего используют старый добрый внешний осмотр с замерами размеров при надобности. Убедитесь в том, что видимые дефекты отсутствуют:
- трещины,
- непровары,
- кратеры более 0,5 мм,
- прожоги,
- поры,
- шлаковые включения,
- значительные отклонения высоты или ширины шва,
- подрезы и наплывы в переходной зоне от основного металла к наплавленному.
Неразрушающие методы контроля: ультразвуковой, радиографический метод. Последний обязателен для контроля допускных стыков. Иногда металлографические исследования.
Приварка фланцев к стальным трубопроводам
Фланцы широко применяются для надежного и герметичного соединения труб, валов, различных вращающихся деталей и компонентов аппаратов и машин. Самым распространенным способом установки фланца на трубу является приварной.
Типы фланцев
В соответствии с требованиями американской системы стандартов ANSI/ASME разделяют такие основные типы фланцев:
- с шейкой для приварки Welding Neck;
- сквозные Slip-on;
- нарезные или резьбовые Threaded flanges;
- приварные внахлест (свободновращающиеся) Lap Joint;
- приварные с впадиной под сварку Socket-welding;
- фланцевые заглушки Blind flanges.
Способы приварки фланцев
Существует всего два способа сварки фланца.
- Приварка встык. При этом способе диск сваривается с трубой по всему периметру после состыковки.
- Приварка надетого на трубу приварного диска. В таком случае сварка производится по наружной и внутренней поверхности кольца.
Оба способа приварки фланца являются довольно сложными. В процессе сварки используются все типы сварочных швов: горизонтальные, вертикальные и потолочные. Сварочные работы с участием фланцевых соединений требуют высокой квалификации сварщика.
Особенности процесса сборки фланцевого соединения
Фланцевое соединение является слабым и уязвимым местом в трубопроводе.
Перекосы плоскостей при установке колец могут привести к образованию дефектов, нарушению герметичности узла и, в конечном счете, создать аварийную ситуацию на магистрали.
Поэтому, при сборке фланцевых соединений важно обеспечить:
- перпендикулярность кольца к основной трубе;
- совпадение осей болтовых отверстий относительно оси симметрии.
Перпендикулярность сборки фланцевых соединений контролируют при помощи специального контрольного угольника и щупа.Отсутствие смещения осей отверстий выявляется уровнем и отвесом.Допустимое отклонение от перпендикулярности кольца по отношению к трубе не должно превышать 0,2 мм на 100 мм диаметра трубы.
Смещение оси отверстий фланцев относительно оси симметрии основной трубы должно быть менее 1 мм при диаметре болтовых отверстий 18-25 мм и не более 2 мм при диаметре до 41 мм.
Фланцевые кондукторы
Для удобства установки и приварки фланцевых соединений используют специальное устройство, которое называется кондуктором. Кондуктор позволяет собирать соединения в точном соответствии с техническими условиями, указанными в чертеже.
В кондукторе для установки фланца предусмотрены универсальные приспособления, устанавливаемые на тумбах 1 и 4. Тумбу 1 перемещают по длине кондуктора в зависимости от длины собираемого изделия и крепят к раме 5 кондуктора.
Тумба 4 осуществляет возвратно-поступательное движение от цилиндра и перенастраиваемый упор для правильной настройки на полную длину собираемого элемента. Обе тумбы укомплектованы пневмоприжимами, которые прижимают фланцы к фиксаторам во время сборки. В промежутке между тумбами размещены призмы 3, регулируемые по высоте, которые служат опорами для собираемого пояса.
Сборка происходит в таком порядке: выставляют кондуктор по длине, а фиксаторы двух фланцев — на определенный радиус размещения отверстий. На стеллажах на сборочный пояс надевают фланцы. При помощи крана пояс с фланцами размещают на призмах кондуктора. После установки сборочного пояса на призмы 3 тумбу 4 перемещают до упора точной настройки.
Пояс устанавливают на одинаковом расстоянии от фиксаторов. Диски перемещают к фиксаторам и фиксируют точеными пробками (при несоответствии диаметров отверстий в фланце и фиксаторе используют переходные пробки).
Затем подключают пневмоприжимы — фланец плотно прижимается к фиксатору и проводят прихватку диска к поясу.
После прихватки пояс с фланцами освобождают от пневмо-прижимов и пробок; подвижную тумбу отводят назад и пояс вытаскивают портальным краном из кондуктора.
Применение приварных фланцев
Приварные фланцы широко используются в различных отраслях:
- химической промышленности;
- нефтегазовом комплексе;
- на транспорте;
- машиностроении и судостроении;
- электроэнергетике и других отраслях.
С помощью приварных фланцев происходит соединение:
- трубопроводной арматуры;
- различных резервуаров;
- приборов;
- патрубков;
- деталей машин и аппаратов.
Использование фланцевых соединений возможно в различных климатических условиях.
Контроль качества фланцевых узлов
При проверке качества фланцевых соединений возможно применение всех типов неразрушающих методов контроля:
- ультразвуковая диагностика;
- рентгенография;
- визуальный осмотр;
- дефектоскопия.
Положительные результаты достигаются и при проведении контроля в процессе сварки, соответствии расходных материалов основному металлу, использовании соответствующей сварочной проволоки.
Преимущества приварных фланцев
Фланцевые соединения представляют собой разновидность разъемного способа крепления.
Применение металлических дисков позволяет, при необходимости, проводить разборку участка трубопровода для проведения регламентных работ.
Сварные фланцы, в отличие от резьбовых аналогов, обеспечивают более высокую надежность соединений и являются экономически обоснованным способом присоединения труб к другим изделиям.
Установка фланцевых дисков и крепление их к трубе может осуществляться посредством:
Наиболее качественный результат обеспечивает контактная сварка. Фланцевое соединение является доступным методом монтажа. Большое разнообразие стандартов и материалов, из которых изготавливаются фланцы, позволяет подбирать оптимальные варианты для качественного разъемного соединения. Применение приварных фланцев происходит повсеместно во всех сферах промышленного производства.
Варианты приварки фланца к трубе
Фланцевое соединение довольно часто используют вместо обычной сварки, а тем более на фитинг.
Фланец гарантирует не менее прочное и герметичное соединение, но при этом разъемное, чтопозволяет в любой момент демонтировать часть трубопровода для ремонта, например, или присоединения дополнительных секторов.
Классификация изделий
Общее строение детали представляет собой кольцои пластину с отверстиями по краю. Чтобы обеспечить герметичность между элементами, устанавливают еще и прокладку изрезины в соответствии с назначением трубопровода – кислотостойкой, термостойкой. Соединяют кольцо и пластину с помощью крепежа – болтов с гайками или шпилек.
По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.
Виды сваривания фланцев
Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.
- Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
- Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
- Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
- Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
- Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
- Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
- Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.
Наружняя приварка фланца
Расценки на изделия заметно отличаются. Однако стоимость переделяетсяскорее размерами пластин, а не их конструкцией, и весом, конечно же. Согласно ГОСТ изготавливаются они из углеродистой, легированной или нержавеющей стали, а такжековкого чугуна. Расценки на металл и определяют стоимость приспособлений.
Приварка фланца к трубе по ГОСТ
Технология сварки в принципе одинакова, за исключением крепления патрубков. Однако необходимо учитывать и сложность конструкции – рекомендуется уточнять чертежи, и соответствие требованиям по креплению.
Внутренняя приварка фланца
В большинстве случаев необходимо сохранение зазора в стыке. Если люфт не нужен, допускается техника сварки в лодочку. Если люфт должен быть большим – более 4–5 мм, изделие приваривают угловыми швами. Все это, естественно, влияет на расценки.
Размеры шва зависят от трубопровода. Ширина внутреннего шва обычно равна толщине стенки, высота – от 0,5 до 1 см, что определяется сечением трубопровода. Внешний шов требует большего наплавления металла, поэтому он несколько несимметричен.
Приварка производится с 2 сторон: сначала с наружной, а затем, для уплотнения шва – с внутренней. Такой метод более всего подходит для плоских фланцевых деталей. Сварка с одной стороны осуществляется, если изделие приваривается встык, как в случае с воротниковым фланцем.
Приспособление для приварки фланцев к трубам подходит не всякое. Обычно рекомендуется аппарат Лисицына и Бондаренко. При сварке электрод здесь остается неподвижным, а проворачивается трубопровод.
На видео процесс сварки рассматривается более подробно.
Размеры стальных плоских приварных фланцев
Фланцами в промышленности стали пользоваться, когда появилась острая необходимость в прокладке большого количества трубопроводов и подключения различного оборудования.
Выполнять все соединения сваркой можно, но это довольно трудоемкий способ, да и соединение становится монолитным, что не всегда удобно. С фланцами же таких проблем не бывает.
Назначение, особенности и свойства
Фланцевое соединение стальных труб – это один из самых популярных способов сборки трубопроводов. И популярностью свою изделия стальные приварные встык заслужили не просто так.
Сами по себе фланцы приварные являются круглыми пластинами с несколькими внутренними отверстиями. Главное отверстие находится по центру пластины. Оно отвечает за подключение детали к трубе.
Нужно обязательно учесть тот факт, что диаметр внутреннего отверстия у фланца на кольце должен полностью отвечать аналогичному показателю на трубе. Тогда у вас не будет никаких проблем с его установкой и фиксацией, а сварка пройдет быстро и качественно.
По периметру пластины (кольце) есть еще несколько отверстий меньшего диаметра. Это уже места под болтовое соединение. Именно болтами их стягивают и фиксируют.
В использовании болтовых соединений есть свои плюсы и минусы. С одной стороны, болты можно быстро снять и разобрать соединение. Причем в работе вам достаточно будет иметь хороший гаечный ключ.
С другой же подобные типы соединений все же уступают сварке по надежности и монолитности.
Изготовление стальных фланцев в большинстве случаев подразумевает их дополнительную герметизацию с помощью уплотнительных колец. Раньше для таких задач использовалась резина на кольце.
Фланцы стальные плоские приварные
Очень важно, чтобы размеры стальных фланцев полностью совпадали. Иначе соединить их качественно вам не удастся.
О преимуществах и недостатках
Теперь рассмотрим основные плюсы и минусы этих изделий.
- Надежность;
- Цена на фланцы стальные плоские приварные встык (вст3сп2) или их аналоги довольно низка;
- Долговечность соединения;
- Простота в монтаже;
- Функциональность;
- Возможность использовать их на любых трубопроводах и при любых параметрах рабочей среды.
- Качество соединения очень серьезно зависит от соответствия пластин и их размеров;
- Со временем уплотнительные кольца могут износиться, что приведет к необходимости их замены.
Фланцевое соединение стальных труб: их плюсы и область применения
Фланцевое соединение стальных труб является очень распространенным методом. Фланец может иметь форму квадрата или круга. На нем равномерно расположены отверстия для шпилек и болтов. Такие детали применяют для создания высокопрочного и герметичного стыка узла на продолжительном участке трубопровода.
В бытовых системах фланцевое соединение используют не очень часто. Такой вид технологии рассчитан на промышленное применение. Если возникает необходимость поставить стальной фланцевый узел, то особое внимание нужно уделить на все отметки по нужным нормативам.
Фланцевые стыки стали самыми популярными видами разъемных стальных соединительных в химической, промышленной области и ЖКХ. Этому способствовали: герметичность, простота конструкции, легкость производства и монтажных работ.
Что такое фланец и принцип его действия
Понятие фланец включает в себе не только деталь сантехнической арматуры, но и метод скрепления труб, который на практике применяют во всех промышленных отраслях. Фланцевые соединения стальных труб отличаются герметичностью и прочностью.
При этом соединение является разборным. А это означает, что после снятия можно проводить все нужные ремонтные работы и повторно применять участок магистрали. Фланцевые соединения для стальных труб подбирают, исходя из предназначения сети, при этом берут в работу различные типы фланцев, которые произведены из разных материалов.
Как приварить ровно фланец к трубе
Потребность в выполнении соединений между инженерными контурами трубопровода возникает и при выполнении первой прокладки, и в ходе ремонтных операций. Особенностью сварки труб в коммуникационных системах является обязательное обеспечение герметичности. Лишь в редких случаях этот аспект не имеет особого значения, и им можно пренебречь.
В поисках ответа на вопрос о том, как приварить трубу к трубе, не обойтись без описания современных технологий. Прежде всего это относится к пластиковым материалам, которые не так давно получили распространение на рынке и довольно быстро ввели в монтажные работы новый метод спайки.
Но и традиционные металлические трубы свариваются на современном и более технологичном уровне, нежели 10-15 лет назад.
Какие виды труб можно сваривать?
Весь ассортимент трубного материала, который используется в системах водо-, газоснабжения и отопления, можно подразделить на два типа по материалу – это металлические и пластиковые изделия. В обоих случаях трубы поддаются сварке, иначе монтажные работы с ними были бы невозможны. Конечно, в качестве альтернативы можно вспомнить резьбовой способ соединения, который раньше применялся к сложным в обработке стальным конструкциям, но эта методика давно устарела и не используется.
В наши дни сварка стальных труб осуществляется посредством электродуговых аппаратов, которые позволяют обеспечить прочные места соединений. Несколько отличаются технологии работы с пластиковыми трубами. В данном случае проблема использования классической сварки обуславливается мягкостью и вязкостью структуры материала. Поэтому используются методы пайки и плавления, которые также входят в общую группу сварочных технологий.
При этом технические средства для реализации таких видов соединения заметно отличаются от традиционного сварочного оборудования.
Оборудование для сварки
Наиболее популярным аппаратом для осуществления электродуговой сварки металлических труб является полуавтомат инверторного типа. В процессе работы для обеспечения защиты рабочей зоны от внешних воздействий используется специальный газ, что и позволяет добиться высокой степени точности и герметичности в шве. Снижается популярность аппаратов для ручной дуговой сварки ММА.
Это доступный по цене и простой способ получения шва при высокой мобильности оборудования, но у него есть значительные недостатки, среди которых низкая производительность и образование шлака на поверхности шва, который приходится удалять. Что касается техники для сварки пластиковых материалов, то чаще всего используются прессовочные комплексы для спайки.
И современные полипропиленовые трубы, и модели из поливинилхлорида спаиваются в машине, имеющей в конструкции торцеватель, захватывающие тиски, пластину для резки (нагревательный элемент) и устройство для заделки швов.
Стальные фланцы под приварку. Монтаж фланцев стальных приварных
Соединения труб выполняются неразъемными и разъемными.
Неразъемное соединение труб или отдельных частей трубы (прямой участок и стандартные колена) — это соединение, в котором не имеется фланцев, муфт, ниппелей и пр.
Неразъемные соединения осуществляются при помощи сварки и пайки и применяются ограниченно, по специальному согласованию.
Внедрение новых высокопроизводительных методов автоматической и полуавтоматической сварки значительно расширяет возможности применения автоматической сварки приварных фланцев и пр.
, а также дает экономию времени и средств при изготовлении и монтаже деталей трубопроводов.
Фланцы как стандартные разъёмные соединения трубопроводов
Разъёмное соединение выполняется при помощи фланцев, штуцеров, фитингов, дюритовых муфт и пр.
Фланцы в основном применяются для труб диаметром больше 30—32 мм. Фланцы ставятся круглые и овальные. Овальные применяются только в переговорных системах, на сточных и воздушных трубах; в остальных случаях производится круглые фланцы. Круглые фланцы бывают жесткими (фланцы стальные приварные встык и фланцы плоские) и свободносидящими (свободные фланцы ГОСТ 12822-80).
Жесткие фланцы наглухо привариваются к трубе; фланцы свободные с трубой жестко не соединены и могут по ней перемещаться.
Жесткие фланцы применяются для соединения стальных труб и в тех случаях, когда применение свободносидящих (свободных) фланцев не приводит к упрощению монтажных работ.
Фланцы изготовляются из стали, латуни и бронзы; они являются стандартными деталями трубопроводов, поэтому изготовление их специализировано.
Ручная дуговая приварка фланцев
Широко применяемый в настоящее время метод ручной электродуговой приварки стальных фланцев весьма трудоёмок и не обеспечивает нужного качества сварного шва.
В силу этого приходится применять развальцовку, также не обеспечивающую требуемой прочности соединения.
Контактная приварка фланцев
В случае применения фасонных фланцев, т. е. фланцев с буртом, можно рекомендовать автоматический контактный метод приварки фланца к трубе.
Контактную приварку легко освоить — метод этот не нов, а сварочное оборудование выпускается отечественными заводами. Эффективность применения контактной приварки по сравнению с дуговой ручной видна из таблицы 1.
Таблица 1. Приварка фланцев. Сравнительные данные об эффективности различных способов приварки фланцев.
| Операция | Время приварки фланца, мин. | |||||
| к трубе Ду 15 мм | к трубе Ду 100 мм | к трубе Ду 400 мм | ||||
| ручная электродуговая сварка | контактная стыковая сварка | контактная стыковая сварка | контактная стыковая сварка | контактная стыковая сварка | контактная стыковая сварка | |
| Сборка для ручной приварки фланца | 3 | — | 6,0 | — | 12 | — |
| Сварка дуговая ручная | 3 | — | 8,5 | — | 24 | — |
| Сборка в контактной машине | — | 1,0 | — | 2,5 | — | 4 |
| Сварка в контактной машине | — | 0,5 | — | 1,0 | — | 2 |
| Общее время сварки | 6 | 1,5 | 14,5 | 3,5 | 36 | 6 |
Метод контактной приварки универсален, так как позволяет производить приварку фланцев к трубам, имеющим различную толщину стенок и различные сечения.
В табл. 2 приведены данные о применяемой аппаратуре и площадях сечений приварных деталей трубопроводов.
Таблица 2. Аппаратура для приварки фланцев и площадь сечения свариваемых деталей
| Марка аппарата стыковой сварки | Площадь сечения свариваемых деталей, мм2 | |
| минимальная | максимальная | |
| АСА-30 | 113 | 490 |
| АСА-60 | 176 | 1880 |
| АСА-70 | 190 | 2100 |
| АСА-100 | 207 | 2500 |
Указанные в табл. 2 машины необходимо снабжать специальными зажимными устройствами, обеспечивающими надёжность сжатия и центровки свариваемых деталей, а также подвода тока к ним (например, приспособления со съемными губками для захвата фланцев различного диаметра).
Режим приварки может быть рекомендован тот же, что и для сварки труб встык. Внутренний грат при приварке фланцев удаляют оправкой с двумя сменными резцами, установленными на цилиндрической выточке стержня. Удаление производят при горячем шве. Наружный грат удаляют ручником при горячем шве с последующей зачисткой.
Последовательность процесса приварки фланцев рекомендуется следующая:свариваемые изделия укладывают в губках машины; подвижную губку отводят в исходное положение; стыкуемые торцы сводят вместе и закрепляют в губках.
Затем установленные изделия подогревают до температуры 800—900°C. При этой температуре происходит оплавление торцов (детали непрерывно сближают, до перехода от оплавления к осадке). С этого момента, увеличивая скорость передвижения механизма подачи, производят осадку.
Когда сварной шов достигнет необходимой величины осадки, срабатывает автоматический выключатель, ток выключается и процесс приварки на этом заканчивается.
Газовая приварка стальных фланцев обеспечивает достаточную прочность и плотность соединений, но весьма неэкономична (значительная трудоёмкость работ при высокой квалификации газорезчиков; большой расход ацетилена и кислорода).
Автоматическая приварка фланцев качественными электродами, равно как и приварка фланцев автоматом под слоем флюса, не могут быть рекомендованы ввиду:
- высокой трудоемкости работ, особенно при сварке труб со сложной кривизной;
- возможности прожога шва при работе с трубами, имеющими толщину стенок менее 5 мм.
Наиболее приемлемым способом приварки фланцев следует считать контактный. Преимуществами его перед другими способами являются:
- высокая производительность;
- автоматизация процесса;
- высокое качество шва;
- отсутствие дополнительных расходных материалов (электродов, газов и т. д.);
- возможность использования отечественного оборудования.
Полуавтоматическая приварка фланцев под слоем флюса
Уже довольно давно нашел применение прогрессивный способ приварки стальных фланцев к трубам и переборочным стаканам — способ приварки полуавтоматом под слоем флюса.
Основным конструктивным узлом полуавтомата (рис. 1) является каретка с электродом, вращающаяся вокруг неподвижной трубы. Вращение каретки осуществляется вручную. Электрод подается по гибкому шлангу (так же, как в шланговом полуавтомате ПШ-5). На рис. 2 показан переборочный стакан, сваренный полуавтоматом.
Режим сварки следующий: сварочный ток 240—320 А, напряжение дуги 20—25 В, скорость подачи 100 м/час, угол наклона электрода к вертикали 30°.
Флюс применяется АН-348-Ш или АН-348 мелкой грануляции. Ток целесообразно применять постоянный; проволока марки IA по ГОСТ 2246—43 диаметром 2 или 4 мм. Полуавтомат допускает одновременно наложение двух сварочных швов.
Развальцовка и отбуртовка труб
Развальцовку конца трубы, входящего во фланец, делают для того, чтобы повысить уплотнение и обеспечить непроницаемость фланцевого соединения. Общий вид развальцованной трубы с фланцем показан на рис. 3.
При изготовлении фланца в нем делают желобок-выточку, куда при развальцовке входит металл трубы. Вальцуемый участок трубы должен плотно лечь в выточку фланца.
Операцию развальцовки производят на специальных станках или приспособлениях. Одна из конструкций станка для развальцовки труб показана на рис. 4. Конец трубы 1 зажимают в тисках 2 при помощи винта 3.
Поворотом маховичка 4 производят нужную установку вальцующего механизма 5. Трубу подводят (и отводят) к вальцующему механизму при помощи штурвала 6.
Вращение патрона 7 с укрепленными на нем вальцующими приспособлениями осуществляется при помощи электродвигателя 8.
На рис. 5 изображен процесс развальцовки.
Отбуртовку, применяемую для соединений значительного количества красномедных труб, а также для некоторых типов фланцевых соединений стальных труб производят в соответствии с назначением трубопровода и характером соединения.
Отбуртовку выполняют для обеспечения плотного прилегания кромки трубы к фаскам фланцев или колец по всему их периметру.
Отбуртованная кромка трубы должна перекрывать фаску фланца или приварного кольца по всей окружности. Трещины, надрезы, рванины на поверхности отбуртовки не допускаются.
Отбуртовку производят вручную или при помощи специальных приспособлений. Второй способ предпочтительнее, как более экономичный и производительный. Развальцовка и отбуртовка контролируются отделом технического контроля.
Проточка фланцев и подрезка под головки болтов и гайки
После приварки производят проточку фланцев, чтобы устранить коробление, получающееся при сварке. Толщина снимаемого слоя на рабочих поверхностях фланцев не должна быть больше 1 мм. Одновременно с этим производят подрезку выступающих кромок трубы, образовавшихся после отбуртовки или развальцовки.
Если на поверхности фланцев до проточки имелись уплотнительные канавки, то после проточки их необходимо восстановить.
Проточку фланцев можно производить либо на горизонтально-расточном станке, либо с помощью специальных приспособлений.
Чтобы обеспечить плотное прилегание гайки или головки болта к тыльной стороне фланца при монтаже труб, необходимо фланец подрезать.
Подрезка мест прилегания гаек (вместо болтов могут применяться шпильки для фланцевых соединений) или головок болтов не должна иметь глубину более 1 мм; при этом плоскость торцовки должна быть параллельна присоединительной плоскости фланца. Подрезку обычно производят подрезным резцом на расточном станке с помощью оправки или специального приспособления.
При применении свободных фланцев проточке подвергаются торцовые поверхности приварных колец. Проточка фланцев контролируется отделом технического контроля.
Заключение
При монтаже фланцев используются методы сварки различного уровня автоматизации. Монтаж фланцев, выполненный последовательно, гарантирует герметичность соединения.
Методы крепления
Наиболее универсальным является контактный способ приваривания фланца. Его легко освоить: сама технология не нова, а техническое оборудование для ее реализации массово выпускают российские предприятия. Преимущество контактного метода ‒ позволяет прикреплять элементы к трубным конструкциям, которые имеют разную толщину стенок и различные диаметры. Его популярность также обусловлена высокой производительностью, почти полной автоматизацией процесса, отсутствием добавочных расходников (газов, электродов и др.).
Газовое приваривание позволяет создать прочные и плотные узлы в коммуникациях, но отличается неэкономичностью. Трудоемкие работы, которые могут проводить только газорезчики с высокой квалификацией, включают большое расходование ацетилена и кислорода.
Уступает по эффективности контактной методике и автоматическое прикрепление фитингов электродами: мастер может прожечь шовный ряд, если толщина стенок трубы составляет меньше 5 мм.
В России широко применяется ручная дуговая приварка. Но она также характеризуется трудоемкостью и не гарантирует нужную прочность сварочного рубца.
Качество сварных швов
Чтобы проверить крепление фланца применяют ультразвук.
Полученный рубец не должен содержать:
- продольные, поперечные трещины;
- скопление пор, кратеры шире 0,5 мм;
- наплавы (избытки наплавленного металла),
- линейные или разобщенные шлаковые включения.
Для проверки надежности соединения на особо важных участках сооружения (например, в месте изгиба или поворота) используют неразрушающие техники контроля (радиографический метод).
Гост сварка фланцев к трубе
ГОСТ 16037-80 на сварные соединения ручной дуговой сваркой
Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.
Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.
Условные обозначения соединений
В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:
- стыковые, обозначаются литерой С
- угловые, литерой У
- нахлесточные, обозначаются литерой Н.
Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:
- вида сварного шва;
- числа сторон проварки;
- конфигурации подкладки;
- ее съемности;
- без скоса, со скосом одной или двух кромок;
- формы сечения кромок
- формы сечения шовного материала
- способа сварки;
- толщины стенок;
- диаметра трубы.
Пример обозначения типа С13.
В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом. Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы. Реже используются сплавы цветных металлов.
Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва
Сварка труб ГОСТ 16037-80 подразумевает следующие основные элементы:
- s: толщина заготовки;
- b: расстояние между кромками заготовок;
- e: ширина шва;
- g: его выпуклость;
- а –общая толщина шва;
- с -притупление кромки;
- В –глубина нахлеста;
- K — катет углового шва;
- Dn – общий диаметр трубы;
- f – размер фланцевой фаски.
Типы сварных швов
Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53
Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.
В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.
Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.
Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56
Пример обозначения углового соединения типа У2.
Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4
Таблица размеров катета шва
Значения катетов шва в зависимости от типа шва, расстояния между кромками, сварочного метода и размера фланцевой фаски сведены в таблицы для каждого типа отдельно.
Таблица размеров катетов для У21.
Разделка труб под сварку
ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:
- стыковых;
- угловых;
- нахлесточных.
Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:
- механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
- химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
- разделка кромок.
Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.
Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.
Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45о.
Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.
Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.
Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.
Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.
Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:
- трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
- свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.
Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.
Фаски под сварку
При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.
Основными параметрами фаски являются:
- Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
- Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
- Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
- Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.
Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:
- использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
- сварка на флюсовой подушке;
- предварительное подваривание;
- выполнение замка.
Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.
При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:
- 3-25мм: одностороння фаска;
- 26-60мм: двухсторонняя;
Для угловых устанавливаются следующие границы:
- 3-20мм: одностороння;
- 21-50 мм: двухстороння.
Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:
- обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
- Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
- U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.
ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.
Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:
- 3-25мм: Х-образная или V–образная;
- 26-60мм- U–образная;
- более 60 мм- специальные формы.
Они представляют собой:
- уступы;
- сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.
Для разделки используются следующие способы:
- Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
- Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.
При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.
Заключение
ГОСТ на сварку трубопроводов – важный регламентирующий документ, устанавливающий условия на подготовку и проведение работ. Он определяет методы сварки, типы соединений, статус разделки и конструктивные параметры для каждого из них. Трубопровод служит не один год. Он также должен выдерживать давление жидкости или газа. Строгое соблюдение требований гост 16037 на сварку трубопроводов необходимо для обеспечения прочности, долговечности и герметичности сварных соединений.
ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТСОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВОСНОВНЫЕ ТИПЫ, КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И РАЗМЕРЫИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ МоскваМЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Main types, design elements and dimensions
Переиздание (май 1999 г.) с Изменением № 1, утвержденным в декабре 1990 г. (ИУС 3 — 91)
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 апреля 1980 г. № 1876 дата введения установлена
Ограничение срока действия снято по протоколу 5 — 94 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11 — 12 — 94)
1. Настоящий стандарт распространяется на сварные соединения трубопроводов из сталей и устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений труб с трубами и арматурой.
Стандарт не распространяется на сварные соединения, применяемые для изготовления самих труб из листового или полосового материала.
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
2. В стандарте приняты следующие обозначения способов сварки:
ЗП — дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом;ЗН — дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом;Р — ручная дуговая сварка;Ф — дуговая сварка под флюсом;Г — газовая сварка.
Для конструктивных элементов труб, арматуры и сварных соединений приняты следующие обозначения:
s, s1 — толщины стенок свариваемых деталей;b — зазор между кромками свариваемых деталей после прихватки;e — ширина сварного шва;g — выпуклость сварного шва;d — толщина подкладного кольца;а — толщина шва;с — притупление кромки;В — ширина нахлестки;l — длина муфты;K — катет углового шва;K1 — катет углового шва со стороны разъема фланца;Dn — наружный диаметр трубы;f — фаска фланца.
1, 2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
3. Основные типы сварных соединений должны соответствовать указанным в табл. 1.
Примечание. В графе «Толщина стенки и минимальный наружный диаметр трубы для способов сварки» в числителе приведены предельные толщины стенок, а в знаменателе – минимальные наружные диаметры труб за исключением угловых соединений, для которых приведены предельные толщины стенок и минимальные наружные диаметры ответвлений (отростков, ответвительных штуцеров и приварышей); для соединений, выполненных газовой сваркой, в знаменателе приведены предельные значения наружных диаметров.
4. Конструктивные элементы и их размеры должны соответствовать указанным в табл. 2 — 33.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | b | e | g | ||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | Сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Прел. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| C2 | ЗП;Р | 2,0 | 0,5 | +0,5 | 4 | +2 | — | — |
| 3,0 | 1,0 | |||||||
| 4,0 — 5,0 | 1,5 | |||||||
| Ф | 4,0 | 8 | ||||||
| 6,0 | 10 | |||||||
| ЗH | 2,0 — 3,0 | 0 | +0,3 | — | — | |||
| Г | 1,0 — 1,6 | 0,5 | ±0,3 | 3 | +1 | 0,5 | +0,5 | |
| 2,0 — 3,0 | 1,0 | ±0,5 | 4 | +2 | 1,0 | ±0,5 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы | Способ сварки | s = s1 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | ||
| С4 | Р; ЗН | 2 — 3 | |
| 2 — 4 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | ||
| С5 | ЗП;ЗН;Р | 2 — 3 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | b | с | e | g | ||||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | ||
| С8 | с | ЗП;Р | 3 | 1 | +0,5 | 0,5 | +0,5 | 8 | +2 | 1,5 | +1,5 — 1,0 |
| 4 | 10 | ||||||||||
| 5 | 11 | ||||||||||
| 6 | 12 | ||||||||||
| 7 | 13 | +3 | |||||||||
| 8 | 14 | 2,0 | +2,0 — 1,5 | ||||||||
| 9 | 2 | 1,0 | ±0,5 | 16 | +4 | ||||||
| 10 | 18 | ||||||||||
| 12 | +1,0 | 20 | |||||||||
| 14 | 22 | +5 | |||||||||
| 16 | 25 | ||||||||||
| 18 | 27 | ||||||||||
| 20 | 29 | +7 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | b | e | g | ||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| С10 | ЗП;Р | 2 | 2 | +2 | 9 | +2 | 1,5 | +1,5 — 1,0 |
| 3 | 10 | |||||||
| 4 | 11 | |||||||
| 5 | 12 | +3 | ||||||
| 6 | 13 | |||||||
| 7 | 14 | +4 | ||||||
| 8 | 4 | ±l | 16 | 2,0 | +2,0 — 1,0 | |||
| 9 | 18 | |||||||
| 10 | 19 | |||||||
| 12 | 5 | +2 — 1 | 21 | +5 | ||||
| 14 | 23 | +6 | ||||||
| 16 | 26 | |||||||
| 18 | 28 | |||||||
| 20 | 31 | +7 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | b | с | e | g | |||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| С17 | ЗП;ЗН;Р;Г | 3 | 1,0 | +0,5 | 0,5 | +0,5 | 7 | +2 | 1,5 | +1,5 — 1,0 |
| 4 | 8 | |||||||||
| 5 | 1,5 | 1,0 | ±0,5 | 9 | ||||||
| 6 | 11 | |||||||||
| 7 | 12 | +3 | ||||||||
| ЗП;ЗН;Р | 8 | 2,0 | +1,0 | 13 | ||||||
| 10 | 16 | +4 | 2,0 | +2,0 — 1,5 | ||||||
| 12 | 18 | |||||||||
| 14 | 21 | |||||||||
| 16 | +1,5 | 1,5 | 23 | +6 | ||||||
| 18 | 26 | |||||||||
| 20 | 28 |
Примечание. При способе сварки 3Н зазор b = 0+0,5.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | e | g | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| С46 | ЗП;ЗН; Р | 4 | 9 | +2 | 1,5 | +1,5 — 1,0 |
| 5 | 10 | |||||
| 6 | 11 | |||||
| 7 | 12 | |||||
| 8 | 13 | |||||
| 9 | 14 | +3 | ||||
| 10 | 15 | 2,0 | +2,0 — 1,5 | |||
| 12 | 17 | |||||
| 14 | 18 | |||||
| 16 | 22 | +5 | ||||
| 18 | 24 | |||||
| 20 | 27 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | ||
| С47 | 3Н | 5 — 6 |
____________ * Допускается увеличение до 2 мм.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | е | g | |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| С48 | 3Н | 6 | 16 | +3 | 2,0 | ±0,5 |
| 7 | 17 | |||||
| 8 | ||||||
| 9 | 18 | 3,0 | ±1,0 | |||
| 10 | ||||||
| 12 | 20 | +4 | ||||
| 14 | 23 | 4,0 | ||||
| 16 | ||||||
| 18 | 27 | |||||
| 20 | ||||||
| 25 | 30 |
__________ * Допускается увеличение до 2 мм.
Примечание. При способе сварки 3Н зазор b = 2,5+1,0.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструкционные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | e+2 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | cварного шва | |||
| С51 | ЗН;ЗН | 2 | 11 | |
| 3 | 12 | |||
| 4 | 13 | |||
| 5 | 14 | |||
| 6 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструкционные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | R | e+6 | g | a±l° |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | cварного шва | Номин. | Пред. откл. | ||||
| C52 | Р;ЗП;Ф;ЗН | 7 | 4 | 18 | 2 | ±2 | 22° |
| 11 | 21 | ||||||
| 16 | 6 | 27 | 15° | ||||
| 20 | 29 | ||||||
| 22 | 30 | ||||||
| 30 | 31 | ||||||
| 32 | 35 | 3 | +2 — 3 | ||||
| 36 | 38 | ||||||
| 40 | 36 | ||||||
| 45 | 38 | 12° | |||||
| 60 | 48 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструкционные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | e+6 | g |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | cварного шва | Номин. | Пред. откл. | ||
| С53 | P;ЗП;Ф | 16 | 26 | 2 | ±2 |
| 20 | 30 | ||||
| 22 | |||||
| 30 | 33 | ||||
| 32 | 3 | +2 — 3 | |||
| 36 | 35 | ||||
| 40 | 36 | ||||
| 45 | 37 | ||||
| 60 | 46 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструкционные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | b | e | g | ||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | cварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| С54 | ЗП;P | 3 | 1,5 | +1,0 — 0,5 | 8 | +2 | 1,5 | +1,5 — 1,0 |
| 4 | 9 | |||||||
| 5 | 10 | |||||||
| 6 | 12 | +3 | ||||||
| 7 | 13 | +4 | ||||||
| 8 | 14 | |||||||
| 10 | 2,0 | +1,0 — 0,5 | 16 | 2,0 | +2,0 — 1,0 | |||
| 12 | 18 | +5 | ||||||
| 14 | 20 | |||||||
| 16 | 3,0 | 22 | ||||||
| 18 | 24 | +6 | ||||||
| 20 | 26 | |||||||
| 22 | 28 | |||||||
| 24 | 30 | +7 | ||||||
| 25 | 32 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструкционные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | c | e | g | ||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | cварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| С56 | ЗП;P | 3 | 1,5 | +1,0 — 0,5 | 5 | +2 | 1,5 | +1,5 — 1,0 |
| 4 | 7 | |||||||
| 5 | 8 | |||||||
| 6 | 9 | |||||||
| 7 | 2,0 | +2,0 — 0,5 | 10 | +3 | ||||
| 8 | 12 | |||||||
| 10 | 14 | +4 | 2,0 | +2,0 — 1,5 | ||||
| 12 | 16 | |||||||
| 14 | 20 | +6 | ||||||
| 16 | 22 | |||||||
| 18 | 24 | +8 | ||||||
| 20 | 26 | |||||||
| 25 — 30 | 35 | 3,0 | ||||||
| 35 — 40 | 48 |
Примечание. Допускается применение штуцеров и ниппелей с фаской.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s | К | В, не более |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | ||||
| Н3 | ЗП;Р | 2 — 20 | s+1 | 30 (при Dн до 32 включ.) 40 (при Dн св. 32 до 108 включ.) 50 (при Dн свыше 108) | |
| Г | 1,6 — 7,0 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s | К | 1±5 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | ||||
| Н4 | ЗП;Р | 2 — 20 | 1,3s+1 | 40 (при Dн менее 32) 50 (при Dн св. 32 до 108 включ.) 60 (при Dн более 108) | |
| Г | 1,6 — 7,0 |
Примечание. Значение «К» определяется при проектировании.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s | b,не более | К | К1 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |||||
| У5 | ЗП;Р | 2 — 15 | 0,5 (при Dн до 45 включ.) | s+1 | s (при s до 3 включ.) | |
| 1,0 (при Dн св. 45 до 194 включ.) | 3 (при s св. 3) | |||||
| 1,5 (при Dн св. 194) |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | Dн | b,не более | f | K, не менее | K1 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | ||||||
| У7 | ЗП;Р | 14 — 25 | 0,5 | K — 1 | 3 | s (при s до 3 включ.) | |
| 32 — 57 | 4 | ||||||
| 76 — 159 | 1,0 | 5 | 3 (при s св. 3) | ||||
| 194 | 6 | ||||||
| 219 | 1,5 | 7 | |||||
| 245 | 8 | ||||||
| 273 — 325 | 9 | ||||||
| 377 — 530 | 10 |
Примечание. Значение «К» определяется при проектировании.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | Dн | b,не более | f | К,не менее |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | |||||
| У8 | ЗП | 14 — 25 | 0,5 | K1 | 3 | |
| 32 — 57 | 4 | |||||
| 76 — 159 | 1,0 | 5 | ||||
| 194 | 6 | |||||
| 219 | 1,5 | 7 | ||||
| 245 | 8 | |||||
| 273 — 325 | 9 | |||||
| 377 — 530 | 10 |
Примечание. Значение «К» определяется при проектировании.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s = s1 | K | g | e | ||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. Откл. | Номин. | Пред. Откл. | Номин. | Пред. Откл. | |
| У16 | ЗП;Р | 2 | 3 | +1 | 1,5 | +1,0 — 0,5 | 4 | +2 |
| 3 | ||||||||
| 4 | 4 | 6 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s1 | b,не более | К |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | ||||
| У17 | Г | 1 — 7 | 1 | 1,3 толщины более тонкой детали | |
| ЗП;ЗН;Р | 2 — 20 | 2 |
Примечание. Соединение применяется при отношении наружного диаметра ответвления к наружному диаметру трубы не более 0,5.
Примечание. Соединение применяется при отношении наружного диаметра ответвления к наружному диаметру трубы не более 0,5.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s1 | e | g+2 |
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | ||
| У19 | ЗП;ЗН;Р | 4 | 8 | +2 | 3 |
| 5 | 10 | ||||
| 6 | 11 | ||||
| 8 | 14 | +3 | |||
| 10 | 16 | +4 | |||
| 12 | 19 | 5 | |||
| 14 | 22 | +5 | |||
| 16 | 24 | +6 | |||
| 18 | 26 | ||||
| 20 | 28 | ||||
| 22 | 30 | ||||
| 25 | 33 |
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s2 | b | e | g | ||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| У20 | ЗП;P;ЗН | 4 — 5 | 3 | +1,0 — 0,5 | 11 | +4 | 2,5 | +1 |
| 6 | 4 | ±1,0 | 14 | 4,0 | +3 | |||
| 8 | 16 | +5 | 6,0 | |||||
| 10 | 19 | +7 | 8,0 | |||||
| 12 | 5 | 21 | 9,0 | |||||
| 14 | 24 | +8 | 10,0 | |||||
| 16 | 26 | 11,0 | +4 | |||||
| 18 | 28 | 13,0 | ||||||
| 20 | 30 | 14,0 |
Примечания: 1. При способе сварки 3Н зазор b = 2,0+0,5. 2. Длина протачиваемой части приварыша, входящей в трубу, устанавливается при проектировании соединения.
3. Величина s2 приведена после растопки.
| Условное обозначение сварного соединения | Конструктивные элементы и размеры | Способ сварки | s1 | b | e | g | ||
| подготовленных кромок свариваемых деталей | сварного шва | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | Номин. | Пред. откл. | |
| У21 | ЗП;ЗН;Р | 4 — 5 | 3 | +1,0 — 0,5 | 10 | +2 | 2,5 | +1 |
| 6 | 4 | ±1,0 | 11 | +4 | 4,0 | +3 | ||
| 8 | 14 | 6,0 | ||||||
| 10 | 16 | +5 | 8,0 | |||||
| 12 | 5 | 19 | +7 | 9,0 | ||||
| 14 | 21 | 10,0 | ||||||
| 16 | 24 | +8 | 11,0 | +4 | ||||
| 18 | 26 | 13,0 | ||||||
| 20 | 28 | 14,0 |
Примечание. При способе сварки НЗ зазор b = 2+0,5
5. При изготовлении тройников и крестовин из труб должны применяться типы сварных соединений, установленные для отростков с трубами, а при сварке тройников, крестовин и переходов с трубами или фланцами — соответственно типы сварных соединений труб с трубами или труб с фланцами.
6. Сварка стыковых соединений деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в табл. 34, должна производиться так же, как деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по большей толщине.
Для осуществления плавного перехода от одной детали к другой допускается наклонное расположение поверхности шва (черт. 1).
| Толщина тонкой детали | Разность толщин деталей |
| До 3 | 1 |
| Св. 3 до 7 | 2 |
| Св. 7 до 10 | 3 |
| Св. 10 | 4 |
При разнице в толщине свариваемых деталей свыше значений, указанных в табл. 34, на детали, имеющей большую толщину s1, должен быть сделан скос до толщины тонкой детали s, как указано на черт. 2 и 3. При этом конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине.
7. Шероховатость обрабатываемых под сварку поверхностей — Rz не более 80 мкм по ГОСТ 2789 — 73.
8. Остающиеся подкладки и муфты должны изготовляться из стали той же марки, из которой изготовлены трубы.
Для труб из углеродистой стали допускается изготовлять остающиеся подкладки и муфты из сталей марок 10 и 20 по ГОСТ 1050 — 88.
9. Зазор между остающейся подкладкой и трубой для сварных соединений, контролируемых радиографическим метолом, должен быть не более 0,2 мм, а для соединений, не контролируемых радиографированием, — не более 0,5 мм.
Местные зазоры для указанных соединений допускаются до 0,5 мм и 1,0 мм соответственно. 10. Зазор между расплавляемой вставкой и торцевой или внутренней поверхностью трубы должен быть не более 0,5 мм.
11. В сварных соединениях отростков с трубами допускается присоединение отростков под углом до 45° к оси трубы.
12. В соединениях У18 и У19 размеры е и g в сечении А — А должны устанавливаться при проектировании, при этом размер е должен перекрывать утонение стенки трубы, образуемое при вырезке отверстия, на величину до 3 мм, а размер а должен быть не менее минимальной толщины стенки свариваемых деталей.
13. Швы с привалочной стороны фланцев допускается заменять развальцовкой конца трубы.
14. Предельные отклонения катета углового шва К, К1 от номинального в случаях, не оговоренных в таблицах, должны соответствовать:
+ 2 мм — при К ≤ 5 мм; + 3 мм — при 5 мм 12 мм.
15. Допускается выпуклость углового шва до 2 мм при сварке в нижнем положении и до 3 мм при сварке в других пространственных положениях. Вогнутость углового шва до 30 % величины катета, но не более 3 мм.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
16. Для сварных соединений труб с толщиной стенки более 4 мм допускается сварка корня шва способом, отличным от основного способа сварки.
Варианты приварки фланца к трубе
Фланцевое соединение довольно часто используют вместо обычной сварки, а тем более на фитинг.
Фланец гарантирует не менее прочное и герметичное соединение, но при этом разъемное, чтопозволяет в любой момент демонтировать часть трубопровода для ремонта, например, или присоединения дополнительных секторов.
Классификация изделий
Общее строение детали представляет собой кольцои пластину с отверстиями по краю. Чтобы обеспечить герметичность между элементами, устанавливают еще и прокладку изрезины в соответствии с назначением трубопровода – кислотостойкой, термостойкой. Соединяют кольцо и пластину с помощью крепежа – болтов с гайками или шпилек.
По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.
Виды сваривания фланцев
Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.
- Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
- Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
- Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
- Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
- Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
- Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
- Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.
Наружняя приварка фланца
Расценки на изделия заметно отличаются. Однако стоимость переделяетсяскорее размерами пластин, а не их конструкцией, и весом, конечно же. Согласно ГОСТ изготавливаются они из углеродистой, легированной или нержавеющей стали, а такжековкого чугуна. Расценки на металл и определяют стоимость приспособлений.
Приварка фланца к трубе по ГОСТ
Технология сварки в принципе одинакова, за исключением крепления патрубков. Однако необходимо учитывать и сложность конструкции – рекомендуется уточнять чертежи, и соответствие требованиям по креплению.
Внутренняя приварка фланца
В большинстве случаев необходимо сохранение зазора в стыке. Если люфт не нужен, допускается техника сварки в лодочку. Если люфт должен быть большим – более 4–5 мм, изделие приваривают угловыми швами. Все это, естественно, влияет на расценки.
Размеры шва зависят от трубопровода. Ширина внутреннего шва обычно равна толщине стенки, высота – от 0,5 до 1 см, что определяется сечением трубопровода. Внешний шов требует большего наплавления металла, поэтому он несколько несимметричен.
Приварка производится с 2 сторон: сначала с наружной, а затем, для уплотнения шва – с внутренней. Такой метод более всего подходит для плоских фланцевых деталей. Сварка с одной стороны осуществляется, если изделие приваривается встык, как в случае с воротниковым фланцем.
Приспособление для приварки фланцев к трубам подходит не всякое. Обычно рекомендуется аппарат Лисицына и Бондаренко. При сварке электрод здесь остается неподвижным, а проворачивается трубопровод.
На видео процесс сварки рассматривается более подробно.
Сварка фланцев к трубе
Главная » Статьи » Сварка фланцев к трубе
В современном мире сварка фланцев весьма распространенное явление. Фланец – это деталь круглой или квадратной формы с отверстиями для крепления отдельных частей трубо -, газо-, нефтепроводов, строительных конструкций большой длины.
Для чего предназначен фланец?
В основном фланцы предназначаются для формирования быстросъемных фланцевых соединений на трубах. В отличии от сварки такая конструкция обеспечивает возможность быстрого соединения или съема отдельных частей трубопровода, например, для проверки состоянии трубы на отдельных участках, установки кранов, датчиков, для возможности слива воды или для присоединения оборудования (тот же теплообменник). Фланцы навариваются на окончания труб и соединяют между собой болтами, шпильками в комплекте с ответным фланцем. Между ними обязательно ставятся прокладки из резины или других материалов.
Фланцы используются в разных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для герметичного подключения определенного участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам с целью подвода и отвода сред, а также для стыковки между собой отдельных участков трубы.
Классификация. Типы фланцев
Фланцы в разных странах изготавливаются по стандартам, соответствующим конкретным нормам, принятым в этих странах. Это может быть ГОСТ (для Украины ДСТУ ISO 7005-2:2005 (ІSO 7005-2:1988, ІDT). Металеві фланці.)), DIN или ТУ. По форме выделяются круглые, квадратные. Можно выявить два существенных группы фланцев:
- для арматуры
- для сосудов и аппаратов.
Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:
Приварной фланец воротниковый, накидной, раструбный, свободно вращающийся, резьбовой, глухой фланец. Пройдемся кратко по каждому из них.
Имеют характерную приварную горловину в виде конического концентратора, плавно переходящего к трубной стенке. Она обеспечивает распределение давления подаваемых веществ через конусную ступицу. Используется для трубопроводов с высоким давлением или высокими/низкими температурами. Воротниковый фланец необходимо приваривать V-образным или сплошным швом.
Фланцевый патрубок Чаще всего применяется для второстепенных задач как подложка фланца для недорогой отбортовки.
Предназначены для малогабаритных труб с большим давлением. Их срок службы в два больше чем у проваренных накидных фланцев. К недостаткам относится возможность разрывов, подверженность коррозии.
Сварка раструбных фланцев производится только с внешней стороны угловым швом встык, при этом необходимо чтобы остался небольшой люфт примерно в 1,6 мм чтобы компенсировать эффект теплового расширения (на картинке обозначено «Х»).
Требуют ровных краев трубы при соединении. Их срок службы в два-три раза меньше чем у воротниковых фланцев. из-за Сварка накидных фланцев производится с внешней и внутренней стороны угловыми сварными швами. Чтобы не повредить во время сварки поверхность фланца необходимо чтобы был зазор в 3 мм между концом трубы и внутренней кромкой фланца.
Свободно вращается на трубе, не привариваются. Вращающийся фланец при необходимости можно легко снять и заменить. Могут крепиться противоположными болтовыми соединениями.
Являет собой диск плоской формы с отверстиями для шпилек, болтов. Предназначены для перекрытия концевых отверстий труб, трубопроводов. В сочетании с другими фланцами, соединение такого типа является разборным. Не сваривается.
Приваривается редко, используется для трубопроводной арматуры, а также труб небольшого диаметра с толщиной стенки, достаточной для нарезки резьбы. В редких случаях может быть сделан уплотняющий сварной шов.
Сварка фланцев — техника
Величина зазора в стыке или как часто его называют люфт часто определяет технику сварки. В общей сложности 7/10 всех стыков «внутренний диаметр фланца-труба» требуют наличия небольшого люфта. В случае когда зазор не требуется, используется техника в лодочку, так как она минимально подвержена затеканиям расплавленного металла и при этом кромки глубоко провариваются. Если люфт превышает 1.5 мм, для хорошей свариваемости применяется техника поперечных колебательных движений электрода под углом 30° к плоскости оси трубы.
Для зазора в 4-5мм, сварка ведется угловыми швами с большими катетами равными стандартной величине плюс высота зазора.
Ширина и высота шва зависят от размера трубы в поперечнике. Обратимся к примерам. Для внешнего шва необходимо большее количество наплавленного металла со стороны фланца. Таким образом шов немного не симметричен и его катет на трубе будет меньше. Ширина внутреннего шва в идеале должна соответствовать толщине трубы, но не более 0,7 см. Высота — от 0,5 до 1 см в зависимости от сечения трубы в поперечнике.
Сварка фланцев должна проводиться с двух сторон. Чтобы получить крепкое соединение необходимо сначала проварить с наружной, а после для уплотнения с внутренней стороны. Таким образом внутренний и наружный сварные швы очень прочно соединят две части сварного узла. Такая практика применима для плоских стальных фланцев. При этом в тех местах, где зазоры более 2,5 мм, для присадки используется электрод или сварочная проволока о 1.6-2.5 мм. Сварка фланцев с двух сторон начинается сначала с внутренней стороны. После сравниваются неровности прихватки с внешней стороны, проводится зачистка и сварка в направлении слева- направо. Два прохода нужны только в том случае, если получается большой зазор.
Накладка сварного шва только с одной стороны применима для стальных фланцев, привариваемых встык, когда вплотную соединяются «воротник» фланца и торец трубы.
Сварка патрубков
Предварительно патрубок и фланец прихватывают с соблюдением всех углов. После сварной узел устанавливается на вращатель. Обрызгивается спреем против сварочных брызг и начинаем сварку.
Стандартно, согласно ГОСТу 16037-80 для труб с давлением от 10 до 25 кгс/см2 необходимо на фланце делать скосы .
Для приварки фланцев, патрубков рекомендуется использовать вращатели. Они дают возможность легко вращать, наклонять в нужное положение и приподнимать обрабатываемую деталь или кусок трубы. Таком образом можно без лишних усилий сваривать, шлифовать или даже красить объект
Необходимые меры предосторожности
Сварка фланцев требует внимания и соблюдения мер, способных уберечь сварщика от наиболее распространенных ошибок. Предварительно перед сваркой нужно зачистить и подготовить кромки. Соединяя воедино фланцевые соединения следите за тем, чтобы они были строго перпендикулярны к оси трубы. Допустимые отклонения могут быть до 1 % от наружного диаметра фланца, но не превышать 2 мм.
Чтобы проверить ровно ли приварен фланец (перпендикулярность, соосность) можно воспользоваться обычным или специально предназначенным угольником для фланцев.
При самостоятельной сборке узлов требуется учитывать длину болтов, толщину прокладки. Необходимо чтобы все головки болтов располагались с одной стороны, не были утоплены, а их окончания выступали на уровень трех шагов резьбы. Сварной шов и край трубы не должны быть выше уровня зеркала фланца.
Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за зеркало фланца. Отклонения линейных размеров собранных узлов не должны превышать ±3 мм при длине до 1 м и ±1 мм на каждый последующий метр.
Контроль качества сварных швов
Для проверки качества сварного шва чаще всего используют старый добрый внешний осмотр с замерами размеров при надобности. Убедитесь в том, что видимые дефекты отсутствуют:
- трещины,
- непровары,
- кратеры более 0,5 мм,
- прожоги,
- поры,
- шлаковые включения,
- значительные отклонения высоты или ширины шва,
- подрезы и наплывы в переходной зоне от основного металла к наплавленному.
Неразрушающие методы контроля: ультразвуковой, радиографический метод. Последний обязателен для контроля допускных стыков. Иногда металлографические исследования.
Фланцы для трубопроводов: применение сварки помогает соединить трубы
Фланцы широко применяются для надежного и герметичного соединения труб, валов, различных вращающихся деталей и компонентов аппаратов и машин. Самым распространенным способом установки фланца на трубу является приварной.
Типы фланцев
В соответствии с требованиями американской системы стандартов ANSI/ASME разделяют такие основные типы фланцев:
- с шейкой для приварки Welding Neck;
- сквозные Slip-on;
- нарезные или резьбовые Threaded flanges;
- приварные внахлест (свободновращающиеся) Lap Joint;
- приварные с впадиной под сварку Socket-welding;
- фланцевые заглушки Blind flanges.
Способы приварки фланцев
Существует всего два способа сварки фланца.
- Приварка встык. При этом способе диск сваривается с трубой по всему периметру после состыковки.
- Приварка надетого на трубу приварного диска. В таком случае сварка производится по наружной и внутренней поверхности кольца.
Оба способа приварки фланца являются довольно сложными. В процессе сварки используются все типы сварочных швов: горизонтальные, вертикальные и потолочные. Сварочные работы с участием фланцевых соединений требуют высокой квалификации сварщика.
Особенности процесса сборки фланцевого соединения
Фланцевое соединение является слабым и уязвимым местом в трубопроводе.
Перекосы плоскостей при установке колец могут привести к образованию дефектов, нарушению герметичности узла и, в конечном счете, создать аварийную ситуацию на магистрали.
Поэтому, при сборке фланцевых соединений важно обеспечить:
- перпендикулярность кольца к основной трубе;
- совпадение осей болтовых отверстий относительно оси симметрии.
Перпендикулярность сборки фланцевых соединений контролируют при помощи специального контрольного угольника и щупа. Отсутствие смещения осей отверстий выявляется уровнем и отвесом. Допустимое отклонение от перпендикулярности кольца по отношению к трубе не должно превышать 0,2 мм на 100 мм диаметра трубы.
Смещение оси отверстий фланцев относительно оси симметрии основной трубы должно быть менее 1 мм при диаметре болтовых отверстий 18-25 мм и не более 2 мм при диаметре до 41 мм.
Фланцевые кондукторы
Для удобства установки и приварки фланцевых соединений используют специальное устройство, которое называется кондуктором. Кондуктор позволяет собирать соединения в точном соответствии с техническими условиями, указанными в чертеже.
В кондукторе для установки фланца предусмотрены универсальные приспособления, устанавливаемые на тумбах 1 и 4. Тумбу 1 перемещают по длине кондуктора в зависимости от длины собираемого изделия и крепят к раме 5 кондуктора.
Тумба 4 осуществляет возвратно-поступательное движение от цилиндра и перенастраиваемый упор для правильной настройки на полную длину собираемого элемента. Обе тумбы укомплектованы пневмоприжимами, которые прижимают фланцы к фиксаторам во время сборки. В промежутке между тумбами размещены призмы 3, регулируемые по высоте, которые служат опорами для собираемого пояса.
Сборка происходит в таком порядке: выставляют кондуктор по длине, а фиксаторы двух фланцев — на определенный радиус размещения отверстий. На стеллажах на сборочный пояс надевают фланцы. При помощи крана пояс с фланцами размещают на призмах кондуктора. После установки сборочного пояса на призмы 3 тумбу 4 перемещают до упора точной настройки.
Пояс устанавливают на одинаковом расстоянии от фиксаторов. Диски перемещают к фиксаторам и фиксируют точеными пробками (при несоответствии диаметров отверстий в фланце и фиксаторе используют переходные пробки). Затем подключают пневмоприжимы — фланец плотно прижимается к фиксатору и проводят прихватку диска к поясу. После прихватки пояс с фланцами освобождают от пневмо-прижимов и пробок; подвижную тумбу отводят назад и пояс вытаскивают портальным краном из кондуктора.
Применение приварных фланцев
Приварные фланцы широко используются в различных отраслях:
- химической промышленности;
- нефтегазовом комплексе;
- на транспорте;
- машиностроении и судостроении;
- электроэнергетике и других отраслях.
С помощью приварных фланцев происходит соединение:
- трубопроводной арматуры;
- различных резервуаров;
- приборов;
- патрубков;
- деталей машин и аппаратов.
Использование фланцевых соединений возможно в различных климатических условиях.
Контроль качества фланцевых узлов
При проверке качества фланцевых соединений возможно применение всех типов неразрушающих методов контроля:
- ультразвуковая диагностика;
- рентгенография;
- визуальный осмотр;
- дефектоскопия.
Положительные результаты достигаются и при проведении контроля в процессе сварки, соответствии расходных материалов основному металлу, использовании соответствующей сварочной проволоки.
Преимущества приварных фланцев
Фланцевые соединения представляют собой разновидность разъемного способа крепления. Применение металлических дисков позволяет, при необходимости, проводить разборку участка трубопровода для проведения регламентных работ.Сварные фланцы, в отличие от резьбовых аналогов, обеспечивают более высокую надежность соединений и являются экономически обоснованным способом присоединения труб к другим изделиям.
Установка фланцевых дисков и крепление их к трубе может осуществляться посредством:
Наиболее качественный результат обеспечивает контактная сварка. Фланцевое соединение является доступным методом монтажа. Большое разнообразие стандартов и материалов, из которых изготавливаются фланцы, позволяет подбирать оптимальные варианты для качественного разъемного соединения. Применение приварных фланцев происходит повсеместно во всех сферах промышленного производства.
GardenWeb
Категория: Сварочные работы
Плоские фланцы приваривают к трубам сваркой двух видов. При давлении в трубопроводе до 10 кгс/см2 фланцы приваривают без образования скоса на фланце (рис. 1, а). При давлении в трубопроводе до 25 кгс/см2 фланцы приваривают с образованием скоса на фланце, как показано на рис. 1, б.
Рис. 1. Виды приварки фланцев к трубам: а — при давлении в трубопроводе до 10 кгс/см2, б — при давлении в трубопроводе 16 и 25 кгс/см
Высота шва принимается от 5 до 10 мм, в зависимости от диаметра трубы, а расстояние от торца трубы до края фланца — на 1 мм больше.
Приваривать фланцы к патрубкам рекомендуется в приспособлении (рис. 2), предложенном инж. С. Н. Лисициным и А. Д. Бон-даренко. Приспособление состоит из нижнего неподвижного фланца 1 и верхнего 2, поворачивающегося на шарикоподшипнике.
Патрубок с прихваченным фланцем устанавливают на приспособлении, и сварщик начинает сварку. При образовании кратера он плотно опирает электрод чехольчиком обмазки в стык свариваемых деталей, держа электрод с наклоном 40—45° к горизонтальной плоскости и плавно поворачивая верхний фланец левой рукой по мере плавления электрода. Электрод остается неподвижным, а шов обрадуется при поворачивании свариваемых деталей. Сварка производится непрерывно, без обрыва дуги. Таким же способом сваривают внутренний шов.
Рис. 2. Приспособление для приварки фланцев: а — приварка наружного шва, б — приварка внутреннего шва; 1 — патрубок С нижним неподвижным фланцем, 2 — верхний вращающийся на шарикоподшипнике фланец
Сварочные работы — Приварка фланцев
Варианты приварки фланца к трубе
Фланцевое соединение довольно часто используют вместо обычной сварки, а тем более на фитинг.
Фланец гарантирует не менее прочное и герметичное соединение, но при этом разъемное, чтопозволяет в любой момент демонтировать часть трубопровода для ремонта, например, или присоединения дополнительных секторов.
Классификация изделий
Общее строение детали представляет собой кольцои пластину с отверстиями по краю. Чтобы обеспечить герметичность между элементами, устанавливают еще и прокладку изрезины в соответствии с назначением трубопровода – кислотостойкой, термостойкой. Соединяют кольцо и пластину с помощью крепежа – болтов с гайками или шпилек.
По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.
Виды сваривания фланцев
Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.
- Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
- Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
- Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
- Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
- Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
- Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
- Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.
Наружняя приварка фланца
Расценки на изделия заметно отличаются. Однако стоимость переделяетсяскорее размерами пластин, а не их конструкцией, и весом, конечно же. Согласно ГОСТ изготавливаются они из углеродистой, легированной или нержавеющей стали, а такжековкого чугуна. Расценки на металл и определяют стоимость приспособлений.
Технология сварки в принципе одинакова, за исключением крепления патрубков. Однако необходимо учитывать и сложность конструкции – рекомендуется уточнять чертежи, и соответствие требованиям по креплению.
Внутренняя приварка фланца
В большинстве случаев необходимо сохранение зазора в стыке. Если люфт не нужен, допускается техника сварки в лодочку. Если люфт должен быть большим – более 4–5 мм, изделие приваривают угловыми швами. Все это, естественно, влияет на расценки.
Размеры шва зависят от трубопровода. Ширина внутреннего шва обычно равна толщине стенки, высота – от 0,5 до 1 см, что определяется сечением трубопровода. Внешний шов требует большего наплавления металла, поэтому он несколько несимметричен.
Приварка производится с 2 сторон: сначала с наружной, а затем, для уплотнения шва – с внутренней. Такой метод более всего подходит для плоских фланцевых деталей. Сварка с одной стороны осуществляется, если изделие приваривается встык, как в случае с воротниковым фланцем.
Приспособление для приварки фланцев к трубам подходит не всякое. Обычно рекомендуется аппарат Лисицына и Бондаренко. При сварке электрод здесь остается неподвижным, а проворачивается трубопровод.
Источник https://elbows.ru/o-predpriyatii/articles/privarka-flantsev-k-trube.html
Источник https://xn—-7sbatcpocvb1anbjhl4b3k.xn--p1ai/montazh-i-remont/svarka-flancevyh-soedinenij.html
Источник https://beton021.ru/raznoe/gost-svarka-flancev-k-trube.html