Виды фланцевых соединений трубопроводов – используемые материалы и способы монтажа

Соединять стальные трубы сваркой практично и недорого. Но если участок трубопровода должен быть разборным, либо в него требуется вставить задвижку или другой элемент, тогда применяют фланцевое соединение. Предназначение фланцев – одновременно обеспечивать герметичность стыка и возможность его разборки без повреждения трубопровода.

Что такое фланец

Фланец для трубопровода – это изделие из металла, предназначенное для стыковки стальных и чугунных труб между собой и с арматурой. В центре детали находится отверстие, в которое вставляется труба соответствующего диаметра.

В теле изделия есть отверстия под крепеж, которым соединители притягивают друг к другу, и стыкуют вставленные в них трубы.

Если фланец изготовлен в форме четырехугольника, то крепежные отверстия сверлят по углам. Чаще эти соединители имеют форму кольца, а отверстия под крепеж равномерно расположены по всей длине окружности изделия.

Фланец обеспечивает надежную работу стыка под давлением и без него.

Материал, из которого он изготовлен, длительное время выдерживает влияние агрессивной среды. Эти свойства позволяют использовать фланцевые соединения трубопроводов во многих областях промышленно-гражданского строительства.

Из чего производят деталь?

В промышленности используются стальные фланцы, однако сталь, из которой изготавливают деталь, также бывает разной. Маркировка стальных фланцев будет определять, в каких условиях лучше использовать данную деталь:

1. Сталь 20 – самое применяемое сырье. Это углеродистая сталь, детали из нее применяются для сборки арматуры на магистралях, где внешняя температура не ниже –40 градусов, а внутренние показатели не выше +475 градусов.
2. Сталь 09г2с – сталь из сплавов никеля, хрома и молибдена, предназначенная для осуществления сварки. Изделия из данного материала могут эксплуатироваться при внешней температуре от –70 градусов.
3. 12Х18Н10Т – криогенная сталь. Детали из данного материала могут использоваться в агрессивной среде, например со щелочами и кислотами. Допустимая температура от – 196 градусов до +350 градусов.
4. 10Х17Н13М2Т – коррозийно-стойкая обыкновенная сталь. Крепления из нее эксплуатируются в особо экстремальных условиях, ведь она сохраняет стойкость к коррозии под напряжением. Рабочие температуры от -196 до +600 градусов.
5. 15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье. Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов. К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

Кроме стали и пропилена используют чугун двух видов – ковкий и серый. Детали из ковкого чугуна используются при рабочих температурах от -30 до +400 градусов, а из серого чугуна – при температуре от -15 до +300 градусов.

Области применения деталей для соединения

Одним из главных преимуществ является герметичное соединение фланцев. Благодаря этому стыки выдерживают высокое давление и температуру, не пропускают транспортирующийся по трубам наполнитель, даже если в нем содержатся агрессивные компоненты. Поэтому стыковка труб с помощью фланцев широко применяется при строительстве таких объектов:

• центральные трубопроводы;
• газопроводы;
• системы для водоснабжения;
• теплотрассы;
• промышленные системы и коммуникации.

Кроме того, фланцевые крепежи являются частью корпусов арматуры и приборов, предназначенных для работы на трубопроводах. К числу таких элементов относятся:

• задвижки;
• обратные клапана;
• вантузы;
• расширительные компенсаторы;
• приборы учета наполнителя трубопровода;
• другие приборы или арматура.

Кроме этого, многие виды фланцев являются оптимальным вариантом для подключения трубопроводов к технологическим устройствам. На трубопроводах с диаметром, меньше 32 мм, фланцевые соединения не применяются.

Рабочее давление

Это давление, с которым транспортируется по системе жидкость (газ, пар и т. д.). Следовательно, чем выше рабочее давление в системе, тем с более высокими прочностными характеристиками необходимо выбирать крепеж. В свою очередь, необходимые прочностные характеристики крепежа обеспечиваются правильным выбором материала, режимами термической обработки и т. д. Таким образом, в диапазоне температур от -40 до + 400 °С, и при давлении до 100 кгс/см2 рекомендуется применять крепеж, изготовленный из стали 35, в то время как увеличение давления до 200 кгс/см2 требует применение крепежа из стали 20X13.

Особенности фланцевого соединения

Фланцевые соединения труб являются альтернативой сварочных и муфтовых стыковок. В зависимости от материала изготовления фланец либо приваривается к сторцованному краю трубы, либо накручивается на него по резьбе. После этого края двух труб с установленными на них соединителями подводятся друг к другу и неподвижно соединяются крепежом: болтами, шпильками, гайками.

Эта особенность обеспечивает возможность демонтажа и повторной установки узлов трубопроводов. Герметизация стыков обеспечивается прокладками, которые вставляют между соединителями перед стягиванием. Материал прокладки зависит от химического состава наполнителя, но чаще всего их изготавливают из различных видов резины и фторопласта.

Несмотря на надежность герметизации, на соединения трубопроводов, по которым перекачивают агрессивную жидкость, устанавливают защитный кожух.

Его задача – предотвращение разбрызгивания опасного вещества в случае непредвиденного повреждения стыка. Широкий спектр применения обусловил изготовление фланцев различных видов.

Виды и особенности коннекторов

Длительность эксплуатации трубопровода во многом определяется профессиональным монтажом и правильно подобранными соединяющими адаптерами. Большое разнообразие существующих фитингов позволяет собрать трубопровод соответственно любому по сложности проекту. Различают следующие разновидности штуцеров:

• соединительный;
• поворотный;
• приварной;
• переходный.

Переходные штуцеры предполагают сбор труб различного размера в одну систему. Хотя теоретически переход может рассматриваться любой, на практике существенный перепад диаметра часто невозможен, так как создается критическое повышение или понижение давления. Подобная коммуникация также будет быстро забиваться, если по трубам станут пускать неоднородную жидкость или воду с примесями.

Приварной штуцер – соединительный элемент цилиндрической формы без шестигранника. Наружные диаметры патрубка для сварки и елочки идентичны. Изготавливается деталь из металла. Используется она для присоединения шлангов к трубам, различному оборудованию.

Поворотный штуцер применяется там, где необходима возможность вращения. Внутренняя часть изделия прокручивается. Это позволяет избежать изломов шланга, например, при наматывании на катушку. Используется для фиксации двух гибких трубопроводов между собой, обеспечивает присоединение шланга к точке подачи воды.

Соединительные штуцеры применяют для коммутации двух шлангов в общую систему. Их используют при организации полива, сборе водо- и газопроводов. Такие элементы могут не наделяться резьбой. В этом случае адаптеры называются «елочка-елочка». Они фиксируют шланги одного или разных диаметров.

Елка представляет собой цилиндр с нанесенными выпуклыми ребрами, которые предотвращают сползание края шланга. Такой элемент станет отличным решением, если лопнул рукав или нужно установить распылитель.

Соединительные штуцеры также можно разделить на несколько подвидов.

С накидной гайкой

С накидной гайкой – позволяют осуществлять соединение при недвижимом шланге. Такой адаптер также называют американкой. Ниже приложен чертеж изделия, возможные размеры деталей.

Угловой

Угловой – необходим, когда требуется непрямое соединение. Позволяет закрепить резиновый шланг под прямым углом (несмотря на упругость материала, перегибать его, изменяя форму, не всегда оправданно в плане безопасности).

С внутренней резьбой

С внутренней резьбой – в народе его называют патрубком с гайкой. Чаще всего деталь используют для фиксации гибкого шланга или эластичного патрубка с металлической трубой, имеющей внешнюю резьбу нужного диаметра. Данное изделие применяют в трубопроводах различного назначения.

Врезной фитинг

Врезной фитинг – применяется для герметичной фиксации гибких трубок, шлангов с различными композитными и металлическими емкостями. Врезные штуцеры с уплотнением также используют для сбора системы капельного орошения.

Тройник

Тройник – данный вид незаменим при сборе труб и шлангов в местах, где нужны разветвления. В продаже есть изделия, позволяющие объединять шланги диаметром 6 мм, 8 мм, 10 мм. Места креплений дополнительно упрочняют хомутами.

Быстросъемный

Быстросъемный – применяется для подсоединения инструмента и различных приспособлений. Характеризуется меньшей длиной, количеством борозд елочки. На второй стороне изделия имеется специальный зажим, герметично фиксирующий соединение. Такое изделие ускоряет сборку и отсоединение оборудования. Быстроразъемные фитинги предполагают многократное использование.

Разновидности фланцев

Установленные стандарты предусматривают много разновидностей фланцев. Чаще всего типы фланцевых соединений подразделяют по следующим критериям:

• материал;
• тип контактной поверхности;
• конструктивное исполнение;
• высота выступа.

Соединительные детали изготавливают из серого и ковкого чугуна, углеродистой, нержавеющей, легированной стали, полипропилена.

Типы уплотнительной поверхности обозначают латинскими буквами и различают следующие:

• A – плоскость;
• B – соединительный выступ;
• F – впадина;
• E – выступ;
• D, M – паз;
• C, L – шип;
• K – под линзовую прокладку;
• J – под прокладку с овальным сечением.

Изделия с типом поверхности «шип» и «выступ» не являются широко распространенными. Их изготавливают только по специальным заказам.

По конструктивному исполнению фланцевые диски разделяют на:

• плоские;
• воротниковые;
• свободные на приварном кольце;
• для сосудов и аппаратов;
• заглушки.

Последними глушат концевые отверстия тупиковых труб или отсекают участки трубопровода, подлежащего ремонту. Кроме этого, выпускают четырехугольные соединители с четырьмя отверстиями под крепеж.

Высота выступа определяет давление, при котором гарантируется работа фланцевого соединения без повреждений. Для работы при давлении, находящемся в диапазоне от 1,03 до 2,07 МПа, достаточно высоты выступа 1,6 мм. Если максимальное давление составляет 2,76 – 20,68 МПа, то высота выступа должна быть 6,4 мм.

Крепятся фланцы одинаково, независимо от разновидностей соединителей.

Другая классификация

Для некоторых сделаны особенные виды элементов. Специальный фланец — что это? Это те же метизы, но для того чтобы сделать некоторые работы удобными, конструкция их немного видоизменена. Они также могут быть приварными, свободными, литыми, резьбовыми. Только на них вырезаны пазы или приварены выступы. Для их изготовления сначала разрабатываются специальные чертежи и отливаются формы. Такие метизы делают по заказу предприятий.
Издалека огромные и длинные магистральные трубопроводы (газа, воды, нефти, пара) кажутся сплошными и непрерывными линиями. Но стоит подойти поближе, и становятся заметны стыки труб. Именно там находится ответ на вопрос, что такое фланцы. Они бывают разные: круглые и квадратные, стальные плоские приварные или стальные воротниковые фланцы . Но все очень важны для обеспечения безопасности трубопроводов.

Геометрия и удельный вес изделий

Важным параметром, определяющим геометрию, является условный проход изделий. Как уже отмечалось, он обозначается буквами «ДУ» и имеет показатели от 10 до 200. Это касается выбора необходимой детали: когда пользователь знает Ду, все остальные габариты приписываются фланцу автоматически. Например, у модели Ду 50 высота отступа будет равна 57-59; Ду 80 этот показатель составляет 89-91, а Ду 100 – 108-110, где первая цифра говорит о внутреннем диаметре трубы или патрубка, а вторая – о внешнем диаметре.

Чертеж плоского фланца

Еще один важный показатель – вес фланцев. Он зависит не только от объемов, размеров и высоты, но и от его геометрии, материала изготовления. Стоит привести пример: фланец по ГОСТ 12820-80 с Ду 100 плоского типа имеет вес 2,85 кг, тогда как фланец такого же диаметра, но воротникового типа по ГОСТ 12821-80 имеет вес 4,4 кг. Из этого следует, что воротниковые фланцы имеют большую массу, чем плоские детали.

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.

Основные характеристики и назначение фланцевых соединений

Для некоторых сделаны особенные виды элементов. Специальный фланец — что это? Это те же метизы, но для того чтобы сделать некоторые работы удобными, конструкция их немного видоизменена. Они также могут быть приварными, свободными, литыми, резьбовыми. Только на них вырезаны пазы или приварены выступы. Для их изготовления сначала разрабатываются специальные чертежи и отливаются формы. Такие метизы делают по заказу предприятий.

Издалека огромные и длинные магистральные трубопроводы (газа, воды, нефти, пара) кажутся сплошными и непрерывными линиями. Но стоит подойти поближе, и становятся заметны стыки труб. Именно там находится ответ на вопрос, что такое фланцы. Они бывают разные: круглые и квадратные, стальные плоские приварные или стальные воротниковые фланцы . Но все очень важны для обеспечения безопасности трубопроводов.

Изготовление фланцев

Для изготовления применяются различные марки стали: 13ХФА, 20/09Г2С, 12Х18Н10Т, 15Х5 М и другие. Кроме того, они могут быть стальными и нержавеющими. Технология используется различная. Производители используют ковку, штамповку, литье. Для каждого способа применяется специальное оборудование, формы. Выпуская свою продукцию, производители тщательно проверяют ее на качество. Применяя в своей работе специальные тесты, сотрудники ОТК проверяют их на прочность, надежность. Также проверяются на влагоустойчивость фланцы

Что это такое? Так как они относятся к крепежным элементам и участвуют в соединении металлических деталей, которые могут контактировать с водой, важно, чтобы они не были подвержены коррозии. Именно поэтому используются водоустойчивые металлические сплавы

Часто производители покрывают поверхность фланцев дополнительным защитным слоем.

Высота выступа

Если взглянуть на чертеж стального фланца, то он имеет несколько параметров, в том числе и высоту выступа. Она обозначается буквами H и B, измерить ее можно во всех типах изделий, кроме того, который имеет нахлесточное соединение. Следует запомнить следующее:

• модели с классом давления 150 и 300 будут иметь высоту выступа 1,6 мм;
• модели с классом давления 400, 600,900,1500 и 2000 имеют высоту выступа 6,4 мм.

С выступом и впадиной
В первом случае поставщиками и производителями деталей учитывается поверхность выступа, во втором случае поверхность выступа не входит в указанный параметр. В брошюрах к деталям эти показатели могут указываться в дюймах, где 1,6 мм это 1/16 дюйма, а 6,4 мм – ¼ дюйма.

Рабочее давление

Это давление, с которым транспортируется по системе жидкость (газ, пар и т. д.). Следовательно, чем выше рабочее давление в системе, тем с более высокими прочностными характеристиками необходимо выбирать крепеж. В свою очередь, необходимые прочностные характеристики крепежа обеспечиваются правильным выбором материала, режимами термической обработки и т. д. Таким образом, в диапазоне температур от -40 до + 400 °С, и при давлении до 100 кгс/см2 рекомендуется применять крепеж, изготовленный из стали 35, в то время как увеличение давления до 200 кгс/см2 требует применение крепежа из стали 20X13.

Геометрия и удельный вес изделий

Важным параметром, определяющим геометрию, является условный проход изделий. Как уже отмечалось, он обозначается буквами «ДУ» и имеет показатели от 10 до 200. Это касается выбора необходимой детали: когда пользователь знает Ду, все остальные габариты приписываются фланцу автоматически. Например, у модели Ду 50 высота отступа будет равна 57-59; Ду 80 этот показатель составляет 89-91, а Ду 100 – 108-110, где первая цифра говорит о внутреннем диаметре трубы или патрубка, а вторая – о внешнем диаметре.

Чертеж плоского фланца

Еще один важный показатель – вес фланцев. Он зависит не только от объемов, размеров и высоты, но и от его геометрии, материала изготовления. Стоит привести пример: фланец по ГОСТ 12820-80 с Ду 100 плоского типа имеет вес 2,85 кг, тогда как фланец такого же диаметра, но воротникового типа по ГОСТ 12821-80 имеет вес 4,4 кг. Из этого следует, что воротниковые фланцы имеют большую массу, чем плоские детали.

Фланцевое соединение арматуры

При ФЛАНЦЕВОМ СОЕДИНЕНИИ фланец корпуса арматуры и соответствующий фланец трубопровода (его называют ответным), между которыми установлена прокладка, стягиваются друг с другом при помощи крепежа – болтов или шпилек с гайками. Усилие затяжки должно быть достаточным для того, чтобы обжать прокладку и создать на контактных поверхностях фланцев удельные давления, необходимые для обеспечения герметичности соединения по отношению к внешней среде.

Конструкция фланца представляет собой, как правило, круглую пластину, в центре которой имеется отверстие с диаметром, близким к DN для прохода среды, а на периферии – отверстия для болтов или шпилек.

На кольцевой площадке между центральным отверстием и отверстиями для крепежа оформляется уплотнительная поверхность, конструкция и размеры которой зависят от типа применяемой прокладки, а также от PN и DN арматуры.

Фланцы, стягиваемые четырьмя болтами или шпильками, на давление не выше 4 МПа могут выполняться квадратными с такими же размерами уплотнительных поверхностей (и, кстати, с такой же прочностью), как и для круглых фланцев.

Описанная конструкция (при правильном её монтаже) создает на обеих присоединительных концах корпуса арматуры прочное и надёжное соединение её с трубопроводом. Арматуру, присоединяемую к трубопроводу при помощи фланцев, называют ФЛАНЦЕВОЙ АРМАТУРОЙ.

Здесь следует заметить, что существуют некоторые конструктивные исполнения шаровых кранов, обратных и дисковых затворов, которые устанавливаются между фланцами трубопровода, хотя сами фланцев для присоединения не имеют.

На торцах корпуса такой арматуры оформляются уплотнительные поверхности для установки прокладок. Корпус вместе с прокладками зажимается двумя фланцами трубопровода при помощи длинных шпилек с гайками, которые располагаются вокруг корпуса арматуры. Такую арматуру называют БЕСФЛАНЦЕВОЙ, СТЯЖНОЙ ИЛИ «ВАФЕЛЬНОЙ». Она дает существенную экономию металла при изготовлении корпусов. Но это возможно лишь при малых габаритных размерах вдоль оси трубопровода и соответствующей конструкции корпуса, близкой по форме к телу вращения.

Фланцы арматуры имеют несколько различных конструктивных исполнений уплотнительных поверхностей. Это связано с различными видами применяемых прокладок и с различными конструкциями соединений фланца арматуры с ответным фланцем. Для обеспечения герметичности фланцевого соединения арматура – трубопровод применяются прокладки плоские и фасонного сечения. Плоская прокладка представляет собой кольцо, как правило, вырезанное из листового уплотнительного материала (паронит, фторопласт, картон и др.).

В некоторых случаях применяются также прокладки асбометаллические, в которых мягкая сердцевина помещена в металлическую оболочку.

К прокладкам фасонного сечения относят прокладки из металла ОВАЛЬНЫЕ (сечение в виде овала) и ЛИНЗОВЫЕ (сечение чечевидной формы). Контакт таких прокладок с уплотнительными поверхностями фланцев осуществляется по очень узкому кольцу, что позволяет создать большие удельные давления для обеспечения надежной герметичности соединения. Поэтому такие прокладки при высоких давлениях заслуживают предпочтение по сравнению с прокладками плоскими.

Самые простые по конструкции и изготовлению фланцы – с плоской (без специальной выточки) привалочной поверхностью (её часто называют «зеркало»). Плоская прокладка устанавливается между поверхностями фланцев, образуя так называемое незащищенное соединение. Такое фланцевое соединение применяют обычно при давлениях не более 2,5 МПа.

В арматуре, внутренние поверхности которой имеют защитное покрытие – футеровку из резины, фторопласта, полиэтилена (кроме эмали!), футеровка заходит и на уплотнительные поверхности фланцев, выполняя роль прокладок.

Для арматуры холодильных установок (рабочая среда – аммиак, хладоны с PN 2,5 МПа) и другой арматуры при давлениях от 4 МПа и выше предпочтительнее ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЗАЩИЩЕННОГО ТИПА.

Во фланце арматуры вокруг проходного отверстия выполняется выточка, а во фланце трубопровода – соответствующий выступ. Такое соединение называется «ВЫСТУП – ВПАДИНА» (или, как говорят монтажники, «папа-мама»). Прокладка помещается в выточке – впадине и после прижатия выступом оказывается защищенной от выдавливания замком по внешней стороне. В таком соединении могут использоваться прокладки не только из листового материала, но и металлические с мягким наполнителем.

Заметим, что иногда выступ делается на фланце арматуры, а впадина на фланце трубопровода. Это допускается стандартом и на характер соединения не влияет.

Для условий эксплуатации с более ответственными требованиями применяют соединения, где на фланце арматуры имеется кольцевой паз, а на ответном фланце – соответствующий кольцевой выступ (шип). Такое соединение называют «ШИП-ПАЗ». Прокладка укладывается в паз, зажимается шипом и оказывается защищенной замком как по внешней, так и по внутренней сторонам. Такой тип соединения позволяет, использовать также прокладки из фторопласта.

Для высоких давлений (начиная от 6,3 МПа) находят применение фланцевые соединения, в которых устанавливаются металлические ПРОКЛАДКИ ЛИНЗОВЫЕ («линзы») или ПРОКЛАДКИ ОВАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ. При этом под линзовую прокладку на кромке выходного отверстия фланца делается конус, а под прокладку овального сечения – кольцевая канавка соответствующего профиля.

Когда мы говорим о фланцах арматуры, то имеется ввиду, что здесь бывают разные конструктивные решения.

В большинстве случаев фланцы делаются заодно с корпусом при помощи литья или сварки. В то же время применяются фланцы, которые изготавливаются как отдельные самостоятельные детали, и соединяются с корпусом арматуры на резьбе или с помощью проволочного кольца.

Первые – резьбовые фланцы используются в стальной арматуре при высоких давлениях и небольших диаметрах проходов. Во втором случае – съемные фланцы с креплением проволочным кольцом применяются при относительно невысоких давлениях. Решения эти технологически и экономически эффективны в производстве, что и определяет их достаточно широкое применение в конструкциях арматуры.

Для всех этих вариантов фланцев остаются в силе описанные ранее исполнения уплотнительных поверхностей и характеристики прокладочных соединений.

Что касается крепежных деталей для фланцевых соединений, то здесь можно ограничиться замечанием о том, что на давление до 2,5 МПа включительно можно применять болты или шпильки с гайками, а на давления 4 МПа и более для обеспечения прочности соединения – только шпильки с гайками.

В связи с тем, что в соединении арматуры с трубопроводом участвуют фланцы, принадлежащие арматуре и фланцы трубопровода, правомерна постановка вопроса: как обеспечивается стыковка всех элементов конструкции и размеров во фланцевых соединениях? Ответ на этот чрезвычайно важный вопрос можно найти в ГОСТ 12815-80.

Этим стандартом устанавливаются присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей для фланцев арматуры и трубопроводов в зависимости от PN и DN. Размеры установлены для каждого номинального (условного) давления в пределах от 0,1 до 20 МПа (от 1 до 200 кгс/см2) и условных (номинальных) диаметров от 15 до 3 000.

К присоединительным размерам отнесены размер наружного диаметра фланца, диаметр окружности, на которой расположены центры отверстий под крепеж, их количество и диаметр. Стандартизация этих размеров обеспечивает полное их совпадение на фланцах арматуры и трубопровода и возможность их соединения без каких бы то ни было дополнительных операций по подгонке.

Стандартом предусмотрены девять исполнений уплотнительных поверхностей, приведенных в табл. 1.

Для каждого из приведенных ниже исполнений установлены размеры следующих элементов фланцев, контактирующих с прокладкой:

1 – наружный диаметр «зеркала» и высота соединительного выступа;

2 – наружный диаметр и высота выступа;

3 – наружный диаметр и глубина впадины;

4, 8 – наружный и внутренний диаметры и высота шипа;

5, 9 – наружный и внутренний диаметры и глубина паза;

6 – наружный диаметр и угол (20° 30) конуса под линзовую прокладку;

7 – размеры канавки под прокладку овального сечения.

Стандартизация этих размеров позволяет осуществить качественный монтаж фланцев любого из исполнений с обеспечением надежной герметичности прокладочного соединения.

Исполнения уплотнительных фланцев по ГОСТ 12815-80

Исполнение	Наименование
1	С соединительным выступом
2	С выступом
3	С впадиной
4	С шипом
5	С пазом
6	Под линзовую прокладку
7	Под прокладку овального сечения
8	С шипом под фторопластовую прокладку
9	С пазом под фторопластовую прокладку

Исполнение 1 – наиболее часто встречаемое у фланцевой арматуры. Его наименование – с соединительным выступом – отражает, что плоская поверхность (зеркало), на которую кладётся прокладка, несколько выступает над поверхностью, где расположены отверстия под крепеж. Такая конструкция технологически обеспечивает четкое оформление в заданных размерах уплотнительной поверхности фланца.

Стандартом допускается изготавливать фланцы с уплотнительными канавками на соединительном выступе. Поэтому такие фланцы не являются дефектными, как это иногда понимается при комплектовании арматуры ответными фланцами.

В отдельных случаях фланцы трубопровода крепятся к арматуре на шпильках, ввернутых непосредственно в корпус (этим достигается минимальный габарит вдоль оси трубопровода). При этом присоединительные размеры и уплотнительные поверхности на корпусе выполняются по ГОСТ 12815-80.

Для арматуры, которая устанавливается в системах на кораблях, судах и других плавсредствах (её называют судовой арматурой) фланцы выполняются по ГОСТ 1536-76. Этот стандарт устанавливает присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей фланцев судовой арматуры на давления от 0,25 до 6,3 МПа для диаметров до 500 мм.

Принципиальное конструктивное отличие от фланцев по ГОСТ 12815-80 состоит в том, что на плоских уплотнительных поверхностях фланцев на давление до 2,5 МПа обязательно выполняются две или три концентрические угловые канавки для более надежной герметизации соединения. На давления 4,0 и 6,3 МПа предусмотрено только исполнение типа шип-паз.

При заказе арматуры часто возникает необходимость комплектовать её ответными фланцами. В связи с этим рассмотрим некоторые характеристики ответных фланцев и пределы их применения.

Фланцы трубопроводов изготавливаются двух видов. Плоские приварные (фланцы по ГОСТ 12820-80 применяются на давления номинальные (условные) от 0,1 до 2,5 МПа и температуру рабочей среды от -70 до +450 °С. Фланец одевается на конец трубы и приваривается к ней двумя угловыми швами: одним – изнутри, другим – снаружи. Изготавливаются фланцы, как правило, с уплотнительными поверхностями 1, 2, 3 и присоединительными размерами по ГОСТ 12815-80. Допускается также изготовление с исполнениями 4, 5, 8 и 9. Изготавливают фланцы различными способами, в том числе из полосы гибкой на ребро с последующей сваркой стыка. На этот момент следует обратить внимание, т. к. сварной шов в этом случае не является признаком дефекта фланца (как иногда неправильно полагают), а лишь свидетельствует о методе его изготовления, предусмотренном стандартом.

Фланцы приварные встык по ГОСТ 12821-80 практически всегда называют «воротниковыми». В отличие от плоских фланцев они со стороны, обратной уплотнению, имеют вытянутый переход (как бы воротник) от тела фланца к концу, на котором выполнена разделка для сварки встык с трубопроводом. Фланцы изготавливают с уплотнительными поверхностями всех девяти исполнений (исполнение 1 – только для PN до 6 МПа) и присоединительными размерами по ГОСТ 12815-80. Эти фланцы применяются на давления от 0,1 до 20 МПа, но отметим, что на давления 4 МПа и выше применяются фланцы только воротниковые, что связано с более высокой прочностью стыкового сварного шва.

Здесь следует заметить, что исполнение 1 нередко называют плоским (действительно, на нем отсутствуют впадины, выступы и т. п.), в связи с чем возникает путаница между понятиями плоский фланец и фланец с плоской уплотнительной поверхностью. Еще раз подчеркнем, что исполнение 1 применяется как на фланцах плоских, так и на воротниковых.

Кроме отмеченных выше ГОСТов на фланцы имеется ещё ряд стандартов, устанавливающих пределы применения литых фланцев из различных материалов по PN и DN, а также требования к их размерам. К числу таких стандартов относятся:

• ГОСТ 12817-80. Фланцы литые из серого чугуна;
• ГОСТ 12818-80. Фланцы литые из ковкого чугуна;
• ГОСТ 12819-80. Фланцы литые стальные.

Особо следует отметить ГОСТ 12816-80, устанавливающий общие технические требования к фланцам арматуры и соединительных частей трубопроводов. Этим стандартом, наряду с требованиями к производству фланцев, регламентируется также применение марок сталей для изготовления фланцев и крепежа в зависимости от размеров и условий эксплуатации подавлениям и температурам.

В связи с тем, что все упомянутые стандарты на фланцы введены с 1983 года, в технической, справочной и каталожной литературе, изданной до этого времени, имеются ссылки на соответствующие ГОСТЫ, действовавшие ранее. Для справки приводится таблица 2, в которой показано, какие из этих ГОСТов соответствовали ГОСТам, действующим в настоящее время.

Государственные стандарты на фланцы

Действующие с 1-го января 1983 г.	Действовавшие до 1-го января 1983 г.
12815-80	1233-67; 1234-67
12816-80	6972-67
12817-80	1235-67; 12815-67; 12816-67
12818-80	12817-67; 12818-67; 12819-67
12819-80	12812-67; 12825-67
12820-80	1255-67; 9938-62; 12827-67; 12828-67
12821-80	12829-67; 12833-67; 12835-67
12822-80	1268-67; 12834-67

При комплектовании арматуры ответными фланцами следует принимать во внимание ряд важных моментов.

Фланцы ответные должны соответствовать фланцам комплектуемой арматуры по номинальным (условным) диаметрам и давлениям, а также по исполнению уплотнительных поверхностей. При этом иногда возникает вопрос: можно ли применить ответный фланец на давление большее, чем требуется для фланца арматуры?

Стандарт отвечает на такой вопрос положительно. Допускается фланцы, имеющие одинаковые присоединительные размеры для нескольких PN, изготавливать с толщиной для максимального давления, а также применять фланцы на большие PN, по сравнению с PN изделия.

Давления и проходы, для которых совпадают присоединительные размеры фланцев по ГОСТ 12815-80

DN	PN, кгс/см2
15…200		1 – 2,5 – 6
15…50		10 – 16 – 25 – 40
65… 150		10 – 16
		25 – 40

Из таблицы 3 следует, что, например, для каждого из фланцев PN от 15 до 50 включительно фланец на PN 40 можно использовать вместо фланцев PN 10,16 или 25, для DN от 65 до 150 – фланец PN 16 вместо PN 10 или фланец PN 40 вместо PN 25.

Разумеется, применяя ответные фланцы на давления, большие чем фланцы арматуры, необходимо обеспечить их точное соответствие фланцам арматуры по размерам уплотнительных поверхностей и исполнениям.

Размеры уплотнительных поверхностей и исполнений

Фланцы	Исполнения уплотнительных поверхностей по ГОСТ 12815-80
Арматуры	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ответные	1	3	2	5	4	6	7	9	8

В связи с тем, что ответный фланец на большее давление имеет большую толщину, необходимо при его применении соответственно скорректировать в большую сторону длину болтов или шпилек для такого не совсем стандартного фланцевого соединения.

И наконец, не должен возникать вопрос о замене ответного фланца на меньшее давление, т. к. в этом случае снижается прочность соединения арматуры с трубопроводом, что недопустимо ни при каких обстоятельствах.

Обычно для комплектования арматуры требуется по два ответных фланца на каждое изделие. Но это справедливо для проходной или угловой арматуры. Не следует упускать из вида, что трехходовая арматура требует по три ответных фланца на изделие.

Как правило, ответные фланцы для запорной и других видов арматуры бывают одинаковыми по PN, DN и исполнению на входном и выходном патрубках арматуры. В тоже время, на предохранительных клапанах часто выходной фланец для присоединения к сбросной линии по PN – меньше, а по DN – больше, чем фланец на входе, при помощи которого клапан присоединяется к трубопроводу (именно этим фланцем определяется DN клапана). Соответственно может быть разница и в исполнениях уплотнительных поверхностей. Так, например, предохранительный клапан Благовещенского арматурного завода DN 80, PN 40 имеет фланец на входе DN 80, PN 40, исполнение 4, а на выходе PN 100, PN 16, исполнение 1. Это обстоятельство также не следует упускать из вида при комплектовании арматуры ответными фланцами.

И наконец, при заказе арматуры часто оговаривается: «в комплекте с ответными фланцами». При этом иногда возникает неоднозначное понимание – что же такое «Комплект». Здесь возможны два варианта. Завод-изготовитель арматуры поставляет изделие в исполнении «с ответными фланцами». В этом случае в комплект входят ответные фланцы, прокладки и крепеж, которые, как правило, соединены с фланцами корпуса арматуры. Если комплектацию осуществляет поставщик – посредник, то состав комплекта во избежание последующих недоразумений следует четко согласовать с заказчиком: только ответные фланцы или вместе с прокладками и крепежом. При этом под «комплектом» удобнее понимать комплект деталей для одного фланца корпуса арматуры. Более подробная информация представлена в следующих видеороликах:
https://youtu.be/cuc4LYxrvyY

Что такое фланцы

Они обычно используются попарно. Упрощенно говоря, это круглая или квадратная крепежная деталь, в которую вставляется труба или другие элементы трубопровода. В другой фланец вставляется следующая труба, после чего два крепежных элемента стягиваются болтами. Для этого по внешнему периметру детали предусмотрено большое количество отверстий. Иные виды изделия надеваются на конец трубы. Место соединения трубы и фланца заваривается. Таким образом, это соединительный элемент трубопроводов, резервуаров, сосудов, валов, приборов и т.д. Для него также нужно подобрать правильный фланцевый крепеж (болты, гайки, шайбы, шпильки), вид и прочность которого напрямую зависят все от тех же давления, температуры и типа транспортируемой среды.

Что такое фланец и какие бывают виды

В большинстве случаев фланцы ― это кольцеобразные пластины из стали, но иногда их делают в виде квадрата или прямоугольника. В центральное большое отверстие вставляют торец трубы, а в равномерно распределенные по внешнему периметру ― болты или шпильки. В перечень разновидностей фланцев включены проходные и заглушки. Первые предназначены для стыковки элементов трубопровода, вторыми закрывают тупики или отсекают ремонтируемые либо заменяемые участки.

Чтобы продукция, сделанная в разных странах, была взаимозаменяемой, разработана унифицированная классификация фланцев. В России это ГОСТ, европейские страны пользуются немецким стандартом DIN, а Америка, Япония и Австралия ANSI/ASME. Однако нередко одинаковые фланцы обозначаются разными символами. Поэтому стандарты переводят с помощью специальных таблиц.

Нормативы по исполнению указаны в ГОСТ 12815-80 цифрами от 1 до 9:

1. С соединительным выступом в виде фаски под наклоном 45⁰.
2. То же, что 1, но выступ под прямым углом.
3. С пазом на внутренней стороне и выступом под углом 45⁰ снаружи.
4. С шипом.
5. С внутренним кольцевым пазом.
6. С фаской под линзовую прокладку (вибровставка) на внутренней стороне.
7. Выборка для овальной прокладки.
8. С шипом для фторопластовой прокладки.
9. То же что 8, но вместо шипа паз.

При монтаже трубопроводов применяют несколько типов фланцев:

1. Воротниковые рассчитаны на давление 0,1 — 20 МПа при температуре -200 — +600⁰ Выступ в центральной части (воротник) приваривают к трубе встык одним швом.
2. Плоские держат давление до 2,5 МПа при температуре -70 — +300⁰ Надеваются на торцы, крепятся двумя сварными швами.
3. Аппаратные для присоединения оборудования или приборов;
4. Резьбовые варианты наворачивают на торцы.
5. Свободновращающиеся состоят из пластины и кольца, которое приваривают к торцу, а фланец свободно крутится на нем. Такое фланцевое соединение устанавливают в труднодоступных местах или там, где необходимо частое проведение профилактических мероприятий на трубопроводе. Рассчитано на давление до 2,5 МПа.
6. Кольцевые варианты для заглушек делают без центрального отверстия.

Изолирующие фланцевые соединения описание, назначение ИФС.

Изолирующее фланцевое соединение – это часто используемая в трубопроводах конструкция из трех фланцев, между которыми в качестве уплотнителя-изолятора применяется паронитовая прокладка ПОН-Б. Фланцы между собой соединяются при помощи шпилек, которые в свою очередь тоже изолированы от фланца с помощью фторопластовых втулок. Конструкция изолирующего фланцевого соединения кроме того включает в себя три винта для подключения электроизмерительных приборов.

Изолирующее фланцевое соединение – это элемент трубопровода, предназначенный для защиты трубопровода от блуждающих токов – так называемой электрохимической коррозии. Проблема электрохимической коррозии остро стоит при эксплуатации трубопроводов, прокладываемых под землей. Блуждающие токи, проникая в трубы, которые не имеют надежной изоляции, безопасны на входе, но создают на выходе опасную анодную зону, в которой металл постепенно разрушается под воздействием электрического тока. Впоследствии в системе могут появиться трещины, что может привести к утечкам и авариям в системе трубопровода.

При производстве ИФС используются сланцы из стали 09г2с, прокладки и втулки, изготовленные из фторопласта, метизы из стали 40х (согласно ГОСТ 12816).

Случаи, когда устанавливается ИФС:

• на отводах участков трубопроводов от основной магистрали;

• вблизи объектов вероятных источниками блуждающих токов, такими объектами могут быть силовые подстанции, трамвайные депо, ремонтные базы;

• при монтаже трубопровода в случае, если его части изготовлены из разных металлов;

• для разъединения изолированного трубопровода от различных потенциально опасных сооружений или на вводе к таким объектам;

• на выходе системы трубопровода с территории поставщика и на его входе на территорию потребителя;

• на вертикальных надземных участках вводов и выводов газораспределительных пунктов и газораспределительных станций.

Изолирующее фланцевое соединение изготавливается из двух фланцев, изготовленных в соответствии с ГОСТ 12820-80 или ГОСТ 12821-80.

В конструкции, в которой использованы фланцы по ГОСТ 12820-80, для обеспечения неразборного монтажа соединений, при монтаже соединений к фланцам привариваются стальные патрубки. Это позволяет проводить сварку соединений, без опасения перегрева, потери герметичности или потери электроизолирующих свойств.

Герметизация фланцевого соединения

Чтобы фланцевое соединение было герметичным и надёжным, обязательно должна присутствовать прокладка, соответствующая типоразмеру фланцев.

В соответствии с применяемой средой, давлением и температурой труб для прокладки могут использоваться следующие материалы:

• Масло- или бензостойкая резина – МБ (7338-77);
• Теплоустойчивая резина – Т(7338-77);
• Мало- и бензостойкий паронит – ПМБ(481-80);
• Щелоче- и кислотостойкая резина – КЩ (7338-77);
• Асбестокартон;
• Паронит для общего использования – ПОН(481-80);
• Фторопласт.

Изолирующие фланцевые соединения на газопроводе

Центральный склад-магазин и монтажный участок

пос. Кряж, ул. Спутника/ул. Курганская, 330-37-01, 246-53-78

ООО”Стройкомплект” является сертифицированным производителем ИФС(изолирующее соединение газопроводов, изолирующее фланцевое соединение). Сертификат соответствия № С-RU.АE56.В.00987 TP 0681219 выдан органом по сертификации. Срок действия с 06.06.2011 по 05.06.2016. .

Возможен спецзаказ на изготовление комплектующих и ИФС(изолирующее фланцевое соединение, изолирующее соединение газопроводов) с Ду до 300.

ИФС(изолирующее фланцевое соединение), изолирующее соединение газопроводов) представляет собой прочноплотное соединение двух участков трубопровода, которое посредством электроизолирующей прокладки и втулок препятствует прохождению электрического тока вдоль трубопровода. ИФС(изолирующее фланцевое соединение, изолирующее соединение газопроводов) состоит из трех фланцев. В качестве уплотнителя-изолятора между ними применена прокладка паронитовая ПОН-Б. Соединение фланцев обеспечивается шпильками, которые изолируются от фланца фторопластовыми втулками. Для подключения электроизмерительных приборов в конструкции ИФС(изолирующее фланцевое соединение, изолирующее соединение газопроводов) предусмотрены три винта.

Условное давление среды (Ру) 10, 16, 25 кгс/см2 Температура среды: от -30 до 250 °С Сопротивление при напряжении 1кВ, не менее 5 МОм

Соответствует ГОСТ 12816-80 Сертификат № РОСС RU.АЮ96.В03259 от 12.04.05 Лицензия № АЮ96.В00415 от 07.05.01

Рис.1 Изолирующее фланцевое соединение

ИФС(изолирующее соединение газопроводов, изолирующее фланцевое соединение) представляет собой прочноплотное соединение двух участков трубопровода, которое посредством электроизолирующей прокладки и втулок препятствует прохождению электрического тока вдоль трубопровода. Конструкция ИФС(изолирующее соединение газопроводов, изолирующее фланцевое соединение) показана на рис1. ИФС(изолирующее соединение газопроводов, изолирующее фланцевое соединение) состоит из трех фланцев (поз. 1 и 3). В качестве уплотнителя между ними применена прокладка паронитовая ПОН-Б (поз.5). Соединение фланцев (поз. 1 и 3) обеспечено шпилькой (поз. 4), которая изолируется от фланца (поз. 1) втулкой фторопластовой (поз.2). Для подключения электроизмерительных приборов в конструкции ИФС(изолирующее соединение газопроводов, изолирующее фланцевое соединение) предусмотрены три винта (поз.6).

Сборка фланцевого соединения

Чтобы стыки на трубопроводе были надежными, все виды фланцевых соединений собирают в строго определенном порядке. Сначала с небольшим усилием затягивают произвольно выбранный болт, затем диаметрально противоположный. Следующая пара должна отстоять от первой на четверть окружности. Остальные болты затягивают в таком же порядке. Если на фланцах только 4 отверстия затяжка выполняется крестообразно.

Чтобы усилие распределялось равномерно, завершающую часть монтажа проводят инструментами, позволяющими его контролировать:

• гидравлическим натяжным устройством;
• пневматическим гайковертом;
• ручным динамометрическим ключом;
• гидравлическим динамометрическим ключом.

Ручную затяжку доверяют только опытным работникам. В течение первых суток работы из-за вибраций, усадки материала прокладки, изменения температуры прочность соединения снижается до 10%. Поэтому в этот период требуется проведение подтяжки гаек.

Монтаж всех видов фланцевого соединения несложен, однако его проведение разрешается только специально обученным слесарям. При прокладке или ремонте трубопроводов с агрессивными средами или работающих под высоким давлением, ход работы должен контролировать инженер. Сборка безнапорных систем (канализация, полив) может проводиться неквалифицированными работниками.

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.

Классы давления фланцев

Детали, изготавливаемые согласно стандартам Asme (Asni) всегда характеризуются рядом параметров. Одним из таких параметров является номинальное давление. При этом диаметр изделия должен соответствовать его давлению согласно установленным образцам. Условный диаметр обозначается комбинацией букв «ДУ» или «DN», после чего стоит цифра, характеризующая сам диаметр. Условное давление измеряется в «РУ» или «PN».

Чертеж фланца с различными обозначениями

Классы давления американской системы соответствуют переводу в МПа:

• 150 psi — 1,03 МПа;
• 300 psi — 2,07 МПа;
• 400 psi — 2,76 МПа;
• 600 psi — 4,14 МПа;
• 900 psi — 6,21 МПа;
• 1500 psi — 10,34 МПа;
• 2000 psi — 13,79 МПа;
• 3000 psi — 20,68 МПа.

В переводе с МПа каждый класс будет указывать на давление фланца в кгс/см². От класса давления зависит, где будет использоваться выбранная деталь.

Разновидности фланцев

На официальном сайте нашей компании представлен виртуальный каталог, в котором размещены по тематическим разделам все реализуемые фитинги. В нем отдельное место выделено фланцам, которые отличаются между собой не только по модификации, но и по следующим параметрам:

• по способу монтажа;
• по сфере применения;
• по материалам, которые были использованы при их изготовлении;
• по рабочим параметрам.

Для клиентов нашей компании сегодня доступны плоские и воротниковые фланцы. Они активно используются субъектами предпринимательской деятельности, специализирующимися в области производства и добычи полезных ископаемых.

Особенности воротниковых фланцев

В процессе изготовления воротниковых фланцев производителями задействуется в качестве основного сырья высокопрочная сталь разной маркировки. Готовые изделия способны выдерживать давление 1-10 МПа и могут эксплуатироваться при различных рабочих температурах, поэтому классифицируются следующим образом:

• марка стали № 20 и 25 – фланец будет выполнять возложенные на него функции при температурном режиме до – 30 градусов;
• конструкционные марки стали – фланцы могут эксплуатироваться при предельно низкой температуре до – 70 градусов.

К конструкционным особенностям воротниковых фланцев можно причислить наличие на их поверхности усеченных выступов. Функции этого элемента заключаются в обеспечении герметичного соединения труб.

Технические возможности плоских фланцев

Плоские фланцы изготавливаются в условиях производства, на котором установлено высокотехнологичное оборудование и задействуются современные технические стандарты. Готовые изделия в полной мере соответствуют государственным нормам и стандартам, и в реализацию поступают вместе с сопроводительной документацией и соответствующими сертификатами. Основное предназначение плоских фланцев заключается в обеспечении разъемных соединений труб, при монтаже трубопроводов и узлов управления запорной арматурой и системой. При этом стоит отметить, что, не смотря на возможность быстрого демонтажа таких фланцев, их использование гарантирует инженерной коммуникации максимально герметичное соединение. Данные фитинги способны выполнять свои функции на протяжении многих десятков лет при широком температурном диапазоне: от + 300 до – 70 градусов. Посетителям сайта компании ТК Инжиниринг доступны различные модификации плоских фланцев из стали, которые изготовлены из следующих её видов:

• термостойкой;
• нержавеющей;
• легированной и т. д.

Также мы предлагаем:

Фланцы плоскиеФланцы стальные плоские приварные

Герметичность фланцевого соединения

Важнейшее требование к любому соединению трубопроводной арматуры ─ герметичность. Разгерметизация фланцевых соединений происходит не в силу присущих им объективных недостатков, а из-за факторов сугубо субъективных ─ несвоевременного или недостаточного обслуживания. Чтобы гарантированно поддерживать герметичность на высоком уровне, необходимо периодически подтягивать фиксирующий соединение фланцев крепеж. И, конечно, не забывать менять прокладки между фланцами.

Достоинства фланцевого соединения ─ прочность, надежность, возможность многократного монтажа и демонтажа и использования в широком температурном диапазоне. Фланцам подвластны фактически любые диаметры арматуры, что убедительно доказывает опыт ведущих отечественных и зарубежных производителей. Например, компания АРМАТЭК из Санкт-Петербурга поставляет ответные фланцы к трубопроводной арматуре диаметром от10 до 1800 миллиметров.

Из чего они сделаны

Фланцы изготавливают из стали. В зависимости от рабочего давления, температуры и вида перемещаемой среды (пар, газ, нефть, вода) их производят либо из особой легированной, либо из обычных марок углеродистой и нержавеющей стали.

Основные виды:

– наиболее распространены обычные плоские приварные фланцы;

– более прочны и удобны стальные воротниковые фланцы;

– для монтажа в труднодоступных местах чаще всего используют свободный фланец на приварном кольце;

– нестандартные фланцы, которые выполняются по индивидуальным чертежам под конкретный заказ.

Рассмотрим самые популярные варианты изделий.

Из чего состоит и как монтируется фланцевое соединение?

В комплект одного соединения входит два фланца одного типоразмера в соответствии с размером стальных труб, прокладка, а также комплект болтов или же шпилек с шайбами и гайками. Иногда под болты устанавливаются изолирующие втулки, чтобы предотвратить попадания блуждающих токов на аппаратуру, ведь они могут привести к их поломке.

Для соединения могут использоваться:

• Болты с шестигранными головками и соответствующие им гайки. Такой вид соединений применяется на трубопроводах с давлением не более 2,5 МПа и рабочей температурой до 3000 градусов Цельсия.
• Шпильки с шестигранными гайками и шайбы. Следует применять для трубопроводов с рабочим давлением 4 МПа и выше, а также температурой более 3000°C и менее 400°C. Преимуществом такого крепления является более равномерная затяжка элементов конструкции и монтаж в труднодоступных местах.

Виды фланцев

Итак, фланец — прежде всего, метиз. В зависимости от применения данные детали могут быть плоскими, воротниковыми, свободными. Конструктивное исполнение не сильно отличается. На воротниковых фланцах имеется небольшой выступ, напоминающий конус. Часто его и называют воротником. Такой тип фланцев применяют тогда, когда нужно приварить детали встык. Этот выступ помогает плотно соединить между собой соединительные части у трубопроводов. Также они необходимы тогда, когда трубопроводы подводятся к емкостям или другому техническому оборудованию. Главным достоинством таких фланцев является то, что их можно использовать несколько раз. Изготовлены данные метизы из прочных материалов, и это позволяет их применять в работе, где температура колеблется от -253 и до +600 градусов по Цельсию.

Плоский фланец — что это? Это метиз, который напоминает плоский диск с отверстиями. Его используют, когда нужно соединить части арматуры, валы, сосуды, трубопроводы, приборы и тому подобное. При помощи этого элемента можно плотно закрепить части трубопроводов.

Свободный фланец — что это? Этот вид не сильно отличается от вышеперечисленных. Он состоит из двух частей: из обычного фланца и кольца

Важно, чтобы они были сделаны из одного материала и имели одинаковый диаметр и давление. Их применяют там, где работы наиболее трудны, где сложно выполнить монтаж

За счет двух частей соединение будет плотным и прочным. Сначала подсоединяется обычный фланец (он приваривается), а другое кольцо затем во время работы можно спокойно поворачивать.

Принцип действия и особенность изделия

Фланцевое соединение часто применяется в строительстве.

Сам фланец — это диск с отверстиями для вкручивания болтов. Втулка нужна там, где требуется присоединить задвижку либо другой узловой элемент трубопровода, имеющий фланцевое окончание.

С помощью этого изделия создаётся разъёмное соединение. Деталь служит своеобразным упором для надетого на неё фланца, который прочно соединяет элементы между собой, не давая возможности нарушить конструкцию во время использования трубопровода в месте перехода с пластиковой трубы на стальной отрезок с фланцем или на задвижку.

Изделие изготавливается способом литья из полимера ПЭ100 или ПЭ80 и дальнейшей механической обработки, в результате которой получается прочный переходник, обеспечивающий герметичное соединение без швов.

Обратите внимание! Помимо литых деталей встречаются сегментные втулки ПНД, которые состоят из соединённых методом сварки встык частей, состоящих из труб ПНД.

Втулка — это полая деталь цилиндрической формы, но может быть конусообразной с проточками.

Чаще при монтаже трубопровода используются детали с диаметром 110 мм, хотя в продаже втулки ПНД представлены разными размерами сечения (40, 50, 63…..1000, 1200). Такое разнообразие деталей даёт возможность использовать деталь для монтажа любых типов трубопроводов.

Размеры детали определяются исходя из особенностей монтажных работ. На рынке представлены детали трёх видов:

• короткие,
• удлинённые.

Оба вида имеют одинаковые технические характеристики, но короткие детали стоят меньше, поскольку материала для изготовления детали требуется меньше.

Рекомендуем ознакомиться: Трубы стальные бесшовные и технология изготовления холоднодеформированных изделий

Короткие втулки применяются для монтажа в местах, к которым доступ затруднён, поскольку они небольшого размера, и, следовательно, легче, за счёт чего монтировать их проще. Удлинённые могут монтироваться и сварным методом.

Преимущества

Технические характеристики втулки ПНД обусловлены тем фактом, что для производства детали используется высокотехнологичный экологически чистый полиэтилен, придающий изделию прочность, мягкость и эластичность.

Благодаря этому изделие прочно и герметично соединяет между собой детали трубопровода и расширяет возможности применения труб для монтажа комбинированных линий из разных материалов.

Деталь, которую используют для монтажа подземных коммуникаций, обеспечивает прочность соединения, не нарушаемое даже при смещении грунта.

Она обладает стойкостью к механическим повреждениям, устойчива к термическим перепадам и колебанием давления, благодаря чему срок её службы производитель определяет до 50 лет и может использоваться даже в водопроводных системах для транспортировки питьевой воды.

Это важно! Использование втулок ПНД позволяет снизить аварийность трубопроводов и увеличить кардинально срок их службы за счёт уменьшения степени износа.

Как производится фланцевое соединение

Когда необходимо соединить две детали трубопровода используется приварка стального фланца к трубе. Такая фиксация называется фланцевым соединением и в будущем дает возможность разобрать трубопровод, чтобы выполнить ремонт. Чтобы понять, как происходит сборка, необходимо подробно рассмотреть процесс:

1. Для состыковки двух элементов применяются плоские детали, имеющие в центре отверстие, куда вставляется торец трубы.
2. По периметру кольца размещены отверстия – в них вставляются крепежные элементы: болты или шпильки с гайками.
3. Место соединение будет разъемным, чтобы оно было герметичным используют уплотнительные прокладки. Фланцевое соединение призвано стыковать две трубы или присоединять трубу к емкости, оснащенной вводящим патрубком с фланцем.

Наглядный пример фланцевого соединения
Фланец можно сделать своими руками – такая деталь отлично подойдет на точило для станка по заточке предметов.

Инструменты для производства соединения

Чтобы самостоятельно осуществить соединение двух деталей трубы, необходимо подготовить инструменты. В основном это оборудование, предназначенное для закручивания болтовых соединений по окружности фланцев:

• ручной ключ;
• накидной ключ;
• пневматический гаечный ударный ключ;
• гидравлический динамометрический ключ;
• болтовой натяжитель гидравлического типа.

Состыковка на трубах

Кроме этого потребуется специальная смазка, которая наносится на обе поверхности, чтобы избежать трения деталей и обеспечить легкость крутящего момента. Последовательность работы проста: сначала закручивают первый болт, потом переходят к закрутке того, который находится по диагонали на 180 градусов от первого. Далее переходят к болту, расположенному под углом 90 градусов от второго, а от него – к противоположному.

Советы от мастеров

Существует ряд полезных рекомендаций от профессиональных мастеров, которые помогут с первого раза справиться с фланцевым соединением:

1. Если детали имеют по 4 отверстия, то затягивать болты необходимо накрест.
2. Поверхностную часть конструкции необходимо обязательно обезжирить и проверить на предмет коррозии и ржавчины.
3. Рекомендуется использовать только новые уплотнительные прокладки, при этом устанавливать их нужно строго по центру.
4. Сила затяжки болтов должна быть равномерной – только так можно обеспечить надежное и герметичное фланцевое соединение.

Соединенные трубы с фланцами

Чтобы в будущем снять фланец используются специальные станки, которые помогают расточить его и разжать болты. Извлечь детали вручную затруднительно, поэтому применяются пневматические инструменты.

Соединение труб с помощью фланцев является удобным и надежным видом состыковки двух деталей. Оно помогает в будущем осуществить ремонт трубопровода путем изъятия соединительных элементов, тогда как сварка не позволит осуществить данную процедуру. Подбирается он в точном соответствии с условиями работы, температурой и диаметром трубы.

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 характеристики видео
2. Конструктивные особенности фланцев
3. Обозначение фланцев
4. Прокладки для фланцевых соединений
5. Затяжка фланцевых соединений видео

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.

Из чего производят деталь

В промышленности используются стальные фланцы, однако сталь, из которой изготавливают деталь, также бывает разной. Маркировка стальных фланцев будет определять, в каких условиях лучше использовать данную деталь:

1. Сталь 20 – самое применяемое сырье. Это углеродистая сталь, детали из нее применяются для сборки арматуры на магистралях, где внешняя температура не ниже –40 градусов, а внутренние показатели не выше +475 градусов.
2. Сталь 09г2с – сталь из сплавов никеля, хрома и молибдена, предназначенная для осуществления сварки. Изделия из данного материала могут эксплуатироваться при внешней температуре от –70 градусов.
3. 12Х18Н10Т – криогенная сталь. Детали из данного материала могут использоваться в агрессивной среде, например со щелочами и кислотами. Допустимая температура от – 196 градусов до +350 градусов.
4. 10Х17Н13М2Т – коррозийно-стойкая обыкновенная сталь. Крепления из нее эксплуатируются в особо экстремальных условиях, ведь она сохраняет стойкость к коррозии под напряжением. Рабочие температуры от -196 до +600 градусов.
5. 15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье. Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов. К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

Кроме стали и пропилена используют чугун двух видов – ковкий и серый. Детали из ковкого чугуна используются при рабочих температурах от -30 до +400 градусов, а из серого чугуна – при температуре от -15 до +300 градусов.

Материалы изготовления и виды

Для выполнения соединения металлических труб могут быть использованы фланцы, изготовленные из следующих материалов:

• Чугун серый. Детали изготавливают методом литья. Использовать эти детали разрешено при интервале рабочего давления до 16 МПа. Температура транспортируемой среды должна быть в пределах от -15 до +300.

• Чугун ковкий. Изготавливаются детали методом литья. Разрешено применять для монтажа трубопроводов с рабочим давлением до 4 МПа, а вот рабочий диапазон температур более широкий – от -30 до +400.
• Сталь. Литые стальные фланцы могут быть использованы для соединения труб из разных материалов. Максимальное рабочее давление – до 20 МПа, температурный диапазон очень широк – от -250 до +600 градусов.
• Сталь. Фланцы приварные используют для сборки трубопроводов, работающих при небольшом давлении — до 2,5 МПа.

Совет! Для изготовления фланцев используются разные виды стали – легированная, углеродистая, нержавеющая.

Относительно недавно стали использовать фланцы из полимерного материала. Применяют полипропиленовые детали на пластиковых трубопроводах, работающих без давления (или с незначительным давлением). В зависимости от назначения выделяют два вида фланцев:

• Проходные. Их используют для соединения трубы с другими деталями трубопровода.
• Глухие. Устанавливают в тупиковых ветках магистрали.

Изолирующие фланцевые соединения

Таким образом, она одновременно не впитывает влагу и позволяет избежать прохождения электрического тока по трубопроводу. Иногда прокладки также изготовляют из фторопласта или винипласта. В ИФС присутствуют также стягивающие шпильки, полиамидовые втулки, шайбы и гайки. Благодаря данным метизам фланцы стягиваются между собой и закрепляются в этом положении. Закажите только у нас изготовление фланцев.

В общем, изолирующие фланцевые соединения это прочное крепление двух элементов трубопровода. Важную роль в ней играет электроизолирующая прокладка, которая позволяет исключить попадание электрического тока в трубопровод. В среднем сопротивление одного изолирующего фланцевого соединения составляет как минимум 1000 ом.

Прокладки для фланцевых соединений

Герметичность соединения обеспечивается прокладкой, которую вставляют между фланцами. В зависимости от характеристик среды, температуры и давления ее делают из соответствующих материалов:

Фланцы — очень важный элемент трубопровода

Фланец — это деталь трубопровода в форме диска (кольца) с отверстиями для шпилек (болтов), необходимая при соединении труб и трубопроводной арматуры, а также для монтажа деталей трубопровода и для крепления оборудования к трубопроводу.

Фланцы чаще всего бывают из углеродистой, легированной и нержавеющей стали.

Методы изготовления фланцев

Фланцы могут изготавливаться разнообразными методами:

• горячей штамповки;
• газовой вырезки;
• центробежного электрошлакового литья;
• выгибания из стальной полосы;
• ковочным методом.

То, каким способом изготовлен стальной фланец, определяет его конечную стоимость.

Рассмотрим некоторые методы изготовления фланцев более подробно.

1). Горячая штамповка

• Шаг 1. Сталь разогревается до определенной температуры.
• Шаг 2. Усилием специального пресса от 1,6 до 2,5 тысяч тонн отштамповывается заготовка.
• Шаг 3. Заготовка помещается в штамп и повторным ударом формируется внешняя поверхность фланца.
• Шаг 4. Раскаленная поковка помещается в пресс, где производится обрубка «облоя» (избыточного металла на штамповке) и вырубка отверстия в центре.
• Шаг 5. Механическая обработка поковки — завершающий этап изготовления фланца.

Ковка (штамповка) придает фланцу отличные прочностные механические свойства.

Этот метод является самым дорогостоящим, однако, он наиболее распространен в России.

2). Метод газовой вырезки

Заготовка вырезается из стали определенной толщины.

На металлорежущем оборудовании заготовка приобретает нужную форму и размер, а на электросварочном оборудовании осуществляется ее сварка.

Такой метод заметно экономит на механообработке, тем не менее, это, можно сказать, единственный способ изготовления фланцев больших размеров, а также нестандартных изделий.

3). Центробежное электрошлаковое литье.

Расплавленный металл помещается в неподвижные или вращающиеся формы (литье под давлением).

Такой метод является наиболее дешевым, но фланцы, полученные таким методом, имеют пористый рыхлый металл и, следовательно, сниженные прочностные качества.

Классификация стальных фланцев

Плоский фланец (ГОСТ 12820-80).Одевается на трубу, а затем сваривается по периметру соединения. Применяется при t от -70 до 450 °С, давлении до 25 кгс/см².

При монтаже труба вдевается во фланец, обваривается двумя швами (внутри и снаружи) по поверхности торца.

Такое соединение весьма трудоемко, ведь выполняется два сварных шва, а для совмещения отверстий — приходится вращать трубу.

Свободный фланец на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) более удобен при монтаже. Он используется в труднодоступных местах и там, где необходим частый ремонт. Эксплуатируется при t от -70 до 450 °С и давлении до 25 кгс/см².

Соединение стальных свободных фланцев на приварном кольце.

Шаг 1. Фланец надевают на трубу, которая вдевается в кольцо, а затем обваривается. Так же обваривается и другая часть соединения. В результате к трубам приварены лишь кольца, фланцы же легко вращаются на трубах или патрубках.

Шаг 2. Концы приближают друг к другу, а, вращая фланцы, достигают совпадения отверстий по контуру. Далее вставляют шпильки или болты и все стягивают гайками.

При таком соединении не нужно поворачивать трубу или добиваться совпадения отверстий перед сваркой. Также оно весьма удобно в труднодоступных местах и там, где необходима регулярная проверка фланцевого соединения (к примеру, в химической промышленности).

Воротниковый фланец (другое название — «стальной приварной встык»). С помощью дополнительного «юбочного» кольца воротниковые фланцы стыкуются с трубой. После соединение «обваривается» сварочным швом. Применим при t от -253 до 600 °С, давлении до 200 кгс/см²

Соединение воротниковых фланцев. В ходе монтажа конец трубы торцом соединяется с торцом фланца (так называемым «воротником») и обваривается только одним швом. Соединение получается гораздо быстрее и проще.

В технической литературе типы фланцев обозначаются так:

• 1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80, где
• 1 — это исполнение фланца;
• 65 — это условный проход (Ду);
• 25 — это условное давление (Ру);
• 09Г2С — это марка стали.

Исполнения фланцев

Согласно требованиям ГОСТ поверхности фланца бывают девяти различных исполнений (для свободного фланца возможны только у приварного кольца).

Существует схема стыковки фланцев по исполнениям:

• Исп-е №1 (с соединительным выступом) стыкуется с исполнением №1;
• Исп-е №2 (с выступом) — с исполнением №3 (с впадиной);
• Исп-е №4 (с шипом) — с исполнением №5 (с пазом);
• Исп-е №6 (под линзовую прокладку) — с исполнением №6;
• Исп-е №7 (под прокладку овального сечения) — с исполнением №7;
• Исп-е №8 (с шипом) — с исполнением №9 (с пазом) с непременным использованием прокладки из фторопласта.

Условный проход фланцев (Ду)

Предположим, у нас имеется две трубы, стыкующиеся между собой, либо патрубок на теплообменнике или какой-нибудь емкости. Иногда считают, что обозначение наружного диаметра трубы или патрубка должно соответствовать внутреннему диаметру фланца — это заблуждение.

Рядом с обозначением фланца обязательно указывается буква. Если буквы нет, подразумевается, что это буква А.

Данная зависимость имеется у плоских фланцев и фланцев с приварным кольцом, у воротниковых встык этой зависимости нет. Условный проход фланцев — основной параметр — от него зависят все геометрические размеры. Т.е., зная величину условного прохода фланцев, все остальные величины присваиваются автоматически.

Например, Ду 100 соответствует наружный диаметр трубы 108 мм или 114 мм (это зависит от исполнения и от буквы А или Б (ГОСТ 12816-80).

Условное давление (Ру)

Условное давление – это давление, которое способно выдержать соединение. Его показатель зависит от размеров и уплотнительной поверхности фланцев. Фланец стальной плоский приварной, а так же фланец стальной свободный на приварном кольце, выдерживают давление до 25 кгс/см2. Фланец стальной приварной встык выдерживает давление до 200 кгс/см2.

Единицей измерения для фланцев является кгс/см2.

Фланцевые соединения, состоят из:

• фланца;
• комплекта крепежа (шпильки, гайки, шайбы);
• прокладки (паронитовые, фторопластовые, графитовые, стальные и т.д.).

Подбор необходимого крепежа.

Для правильного подбора крепежных элементов нужно помнить о том, что ими будет укомплектовано конкретное фланцевое соединение, а, следовательно, нужно учитывать такие параметры, как:

• рабочее давление;
• рабочая температура;
• рабочая среда (газ, вода, пар, нефть и др.);
• внешняя среда.

Кроме этих параметров выбор крепежа зависит от марки стали, из которой выполнен фланец.

Количество отверстий во фланце зависит от размера фланца (Ду) и условного давления (Ру).

Прокладки для фланцев

Прокладки — это сжатые листы или кольца, необходимые для создания герметичного соединения двух поверхностей. Прокладки для фланцев необходимы при работе в экстремальных температурных условиях и давлениях. Они выполняются из металлических, полуметаллических и неметаллических материалов.

Принцип уплотнения состоит в сжатии прокладки между двумя фланцами, когда прокладка заполняет микроскопические неровности на поверхности фланцев, образуя уплотнение, не допускающее утечку жидкостей и газов. Для того, чтобы добиться герметичности во фланцевом соединении, требуется правильная установка прокладки.

Фланцы стальные, выполненные методом горячей штамповки и методом литья – приглашаем купить в сети магазинов сантехники «Сила Воды»!

Источник https://kotelsibir.ru/truby/flancevoe-soedinenie-eto.html

Источник https://xn—-7sbajn0ckaocjdfi.xn--p1ai/kotly/svarka-ploskih-flancev.html

Источник https://silavodi.ru/stati/flantsy-ochen-vazhnyy-element-truboprovoda/