Фланец: это что такое, для чего нужно фланцевое соединение трубопроводов

Условный проход. Особенности его обозначения

Стоит сразу же отметить, что условный проход не является внешним диаметром трубы, а обозначает проход (сечение), по которому протекает среда через фланцевое соединение. Одной из особенностей фланцев стальных плоских приварных и стальных свободных на приварном кольце на диаметры условного прохода Ду 100,125 и 150 мм является то, что возможны три их конструкции под различные наружные диаметры трубы.
Поэтому при заказе этих фланцев на Ду 100,125 или 150 мм необходимо указывать букву, соответствующую требуемому диаметру трубы. Если в заявке (спецификации) на данные типоразмеры фланцев буква не указана, то фланцы изготавливаются под следующие диаметры трубы: 100А, 125А, 150Б (табл. 3).

Диаметр условного прохода Ду, мм	Наружный диаметр трубы, мм
А	Б	В
100	108	114	—
125	133	140	—
150	152	159	168

Следующей особенностью фланцев с диаметром условного прохода Ду > 200 мм является то, что из-за различных классов точности изготовления труб и фланцев, расточка внутреннего диаметра фланцев плоского, свободного и его кольца допускается по фактическому наружному диаметру трубы с зазором на сторону не более 2,5 мм , т. е. по всему внутреннему диаметру фланца и кольца не более 5,0 мм . Другими словами, при изготовлении трубы возможно отклонение от идеальной формы круга, таким образом, труба может не соответствовать внутреннему диаметру фланца, что в свою очередь затрудняет соединение трубы и фланца.

Стандартизация Ду и Ру фланцев и труб

Для фланцев, как и для других деталей трубопроводов , ГОСТ 28338-89 устанавливает параметрический ряд из 49 значений диаметра условного прохода

(Ду, Dу, DN, номинальный внутренний диаметр трубопровода), измеряемого в мм.Ду фланца — одна из главных характеристик, но Ду не является точным геометрическим базовым диаметром фланца.

Сварное соединение трубы с фланцем должно быть равнопрочным основному металлу трубы. Непровары и трещины в сварных швах любой протяженности и глубины не допускаются.

Отклонения от номинальных размеров наружных диаметров торцов труб на длине не менее 200 мм не должны превышать для труб диаметром до 800 мм величин, указанных в ГОСТ; для труб диаметром свыше 800 мм отклонение должно быть в пределах ±2 мм.

Фланцы больших значений Ду (500, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2800, 3000, 3400, 4000 мм) могут изготавливаться из кованых заготовок.

Овальность концов труб (отношение разности между наибольшим и наименьшим диаметром в одном сечении к номинальному диаметру) не должна превышать 1 %. Овальность труб толщиной 20 мм и более не должна превышать 0,8 %.

Другим основным параметром фланцев является условное давление (Ру, PN, кгс/см², МПа, psi), как наибольшее допустимое избыточное рабочее давление при температуре 20°C. Стандартом ГОСТ 26349-84 определён параметрический ряд из 26 значений Ру от 0,1 до 800 кгс/см².

Допускается применение импортных труб, соответствующих российским стандартам.

Допускается применение фланцев стальных приварных выполненных по соответствующим американским стандартам ANSI/ASME B 16.5, ANSI/ASME B 16.47, API 6 A, немецким стандартам DIN, европейским нормам EN 1092-1 и некоторым другим нормативным документам.

Таблица 3. Сравнения стальных фланцев стандартов ANSI/ASME B 16.5 и API 6 A

Тип фланца	Класс давления	Условный проход	Старые значения условных проходов API
ASME	API	ASME	API
Welding Neck (воротниковые фланцы)	600	2000	2″— 10″	2 1/16 — 11	1 1/2 — 10
900	3000	2″ — 10″	2 1/16 — 11	1 1/2 — 10
1500	5000	2″ — 10″	2 1/16 — 11	1 1/2 — 10
Threaded and integral flanges (фланцы с резьбой, фланцы приварные арматуры)	900	3000	2″ — 20″	2 1/16 — 20 3/4	1 1/2 — 20
1500	5000	2″ — 10″	2 1/16 — 11	1 1/2 — 10

Степень герметичности соединений

Самое главное требование, которое предъявляется к соединению трубопровода с арматурой – это герметичность. Стоит отметить, что утрата герметизации соединений фланцев происходит не по причине объективных изъянов, а по причине несвоевременного и халатного обслуживания

Чтобы соединения на трубопроводе всегда были герметичными, важно регулярно подтягивать фиксаторы фланцев. Разумеется, нельзя забывать о прокладках. Надежность, возможность многократной установки, применение при различных температурных режимах – все это и не только относится к преимуществам рассматриваемого соединения

С его помощью можно состыковывать трубопроводы практически любого диаметра (от 10 до 1800 мм)

Надежность, возможность многократной установки, применение при различных температурных режимах – все это и не только относится к преимуществам рассматриваемого соединения. С его помощью можно состыковывать трубопроводы практически любого диаметра (от 10 до 1800 мм).

Заметим, что огромное количество разновидностей фланцев не вводит в растерянность специалистов. Наоборот, они имеют множество возможностей для создания качественных соединений. Разные варианты исполнения, стандартные изделия, общие технические требования позволяют выполнять работы на высшем уровне.

Сегодня в России действует стандарт ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединения с номинальным давлением до PN250. Размеры, конструкции, общие технические требования. Этот документ заменяет ГОСТы, которые применялись раньше.

В частности, в ГОСТ 33259-2015 приводится 6 типов фланцев. Четыре первых наименования имеют следующее название: стальной, плоский фланец.

Что касается стальных плоских фланцев под приварку, то их одевают на трубу, а потом к ней приваривают.

Свободные фланцы характеризуются тем, что диаметр на внутреннем сечении у них больше, чем на трубе в наружном диаметре. Следовательно, легко выполняется приварка к трубопроводу, а значит, монтаж становится легким.

Плоский фланец из стали на приварном кольце, кроме собственно фланца имеет кольцо, которое совпадает с фланцем по размеру условного диаметра. Посредством сварки можно зафиксировать не только кольцо, но и оставить фланец свободным. Такой способ фиксации полезен при установке фланцевых соединений в местах, куда добраться очень трудно, при потребности в частой замене и ремонте арматуры.

Чтобы применять стальные, плоские фланцы свободного типа, на отбортовке нужно подготавливать конец трубы. Его деформируют до появления плоской, упорной поверхности. Данные фланцы лучше всего использовать на трубопроводах, составленных из цветных металлов.

Когда устанавливаются стальные, плоские фланцы свободного типа на хомуте, под приварку вместо замкнутого кольца ставят хомут.

Стальной встык соединяется с помощью одного сварочного шва, который соединяет встык торец трубы с воротником фланца. Внутренний диаметр у него точно такой, как и у трубы.

На основании ГОСТ 33259-2015, для типов 01,02, 11 и 21 предусмотрено 2 ряда размеров. Предпочтительным считается первый ряд.

Где используют фланцы?

Этот тип используется для сборки трубопровода, процесс установки любого фланца происходит только если есть наличие трубы соответствующего диаметра. Необходимо выделить несколько сфер использования детали:

сборка гражданских центральных трубо-проводов;
сборка газовых магистралей;
процесс установки бытовых систем водоподачи;
установка теплотрасс;
сборка промышленных систем и коммуникаций.

Соединение фланцевого типа

Эти детали могут быть элементами трубы, вала, фитинга или корпусной детали. Это универсальное изделие, какое при соединении со второй деталью может обеспечить непроницаемость. Компонент выдержит большую температуру и давление, благодаря этому этот вид крепления можно применять в газопроводах и водопроводах. Параметры, по которой выбирают – размеры, форма уплотнительной поверхности, а еще вариант крепежа.

Как соединить трубы фланцами

Технологические переходы для получения болтового фланцевого соединения таковы:

Выравнивают оси соединительных отверстий, а также оси соединяемых трубопроводов или воздуховодов.
Устанавливают прокладки в пазы/шипы торцевой плоскости.
Центрируют, если нужно, соединение штифтом.
Вводят крепёжные болты иди шпильки в соответствующие отверстия.
Производят равномерную и симметричную затяжку.
Проверяют плоскостность соединения и наличие зазоров, используя универсальный измерительный инструмент (штангенциркуль, щуп).

Проверенное соединение должно крепиться на кронштейнах или других надёжных опорах.

Изделия с резьбой навёртывают на соединяемые участки трубы, после чего крепят аналогичным образом к потолку или стене.

Конструктивные.

Основой этой группы характеристик является конструкция фланца. На территории Российской Федерации и стран СНГ наибольшее распространение получили три фланцевых стандарта:

ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.
ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык.
ГОСТ 12822-80 — фланец стальной свободный на приварном кольце.

Фланцы по трем наиболее распространенным стандартам, упомянутые выше, предназначены для соединения трубопроводной арматуры и оборудования.
В силу конструктивных особенностей условия монтажа этих фланцев различаются.

Фланец стальной плоский приварной. При монтаже фланец «надевается» на трубу и приваривается двумя сварными швами по окружности трубы.
Фланец стальной приварной встык. Монтаж такого фланца по сравнению с плоским приварным фланцем предусматривает только один соединительный сварной шов (при этом необходимо соединить встык торец трубы и «воротник» фланца), что упрощает работу и сокращает временные затраты.
Стальной свободный фланец на приварном кольце
Кроме того, положительным является то, что при подборе свободных фланцев под трубу из нержавеющей стали, в целях экономии, допускается использование кольца из нержавеющей стали, а фланца — из углеродистой (табл. 1).

состоит из двух частей — фланца и кольца. При этом, естественно, фланец и кольцо должны быть одного условного диаметра и давления. Такие фланцы отличаются по сравнению с вышеперечисленными удобством монтажа, т. к. к трубе приваривается только кольцо, а сам фланец остается свободным, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий свободного фланца с болтовыми отверстиями фланца арматуры или оборудования без поворота трубы. Они часто используются при монтаже трубопроводной арматуры и оборудования в труднодоступном месте или при частом ремонте (проверке) фланцевых соединений (например, в химической промышленности).

Тип фланца	Параметры среды	Марка материала
Давление условное Ру, кг/см2	Температура К (°С)	Фланец
Стальной плоский приварной ГОСТ 12820-80	от 1 до 25	от -30 до 300	Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
от -70 до 300	09Г2С по ГОСТ 19281-89, 10Г2 по ГОСТ 4543-71
от -30 до 300	Стали 20, 25 по ГОСТ 1050-88
от -40 до 300	15ХМ по ГОСТ 4543-71
от -40 до 300	12Х18H9Т по ГОСТ 7769-82
Стальной приварной встык ГОСТ 12821-80	от1 до 25	от -30 до 300	Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
от 1 до 100	от -40 до 425	Стали 20, 25 по ГОСТ 1050-88
от 1 до 200	от -30 до 450
от -40 до 450	15ХМ по ГОСТ 4543-71
от -40 до 300	5Х18Н12С4ТЮ (типа) ГОСТ 5632-72
от -70 до 300
от -70 до 350	09Г2С по ГОСТ 19281-89 10Г2 по ГОСТ 4543-71
от -40 до 400	06ХН28МДТ (типа ЭИ-945) по гОСТ 5632-72
от -70 до 400
от -40 до 450	12Х18Р9Т 10Х17Н13М3Т (типа ЭИ-432) по ГОСТ 5632-72
от -40 до 510	15Х5М по ГОСТ 5632-72
от -80 до 600	12Х18Н9Т по ГОСТ 5632-72
от -253 до 600	10Х17Н13М3Т (типа ЭИ-432) по ГОСТ 5632-72
Стальной свободный на приварном кольце ГОСТ 12822-80	от 1 до 25	от -30 до 300	Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88

Помимо этих трех стандартов следует особо выделить фланцы, изготавливаемые по чертежам заказчика (нестандартные фланцы). В отличие от первых трех вышеупомянутых фланцев данная конструкция не является постоянной и может изменяться в зависимости от ожиданий и требований клиента. Такие фланцы являются индивидуальными и служат для удовлетворения любых потребностей заказчика.
Фланцы, изготовленные по зарубежным стандартам, отличаются от российских конструктивно. Среди импортных, наибольшее распространение в России получили фланцы, выполненные по немецким стандартам DIN (стандарт принят по всей Европе) и американским ANSI.

Отличительные характеристики фланцев
Конструктивные	Технологические
Диаметр условного прохода Ду
Условное давление Ру
Исполнение с 1 по 9
Ряд 1 или 2
Круглый (квадратный)
Материал	Ст. 20
Ст. 09Г2С
Ст. 15X5M
Ст. 08Х18Н10Т (12Х18Н10Т)
Другие
Конструкция	Фланцы стальные плоские приварные ГОСТ 12820-80
Фланцы стальные приварные встык ГОСТ 12821-80
Стальной свободный на приварном кольце ГОСТ 12822-80
Зарубежный стандарт
Нестандартные
Фланцы по другим российским стандартам

К фланцам по другим российским стандартам относятся такие как: фланцы стальные резьбовые, фланцы сосудов и аппаратов, фланцы изолирующие для подводных трубопроводов. Они отличаются от вышеупомянутых по конструкции и областям применения.

Также к конструктивным особенностям относятся (на примере трех наиболее распространенных ГОСТов):

Условный проход. Обозначается как Ду и измеряется в мм.
Условное давление. Обозначается как Ру и измеряется в кгс/см2.
Исполнение с 1 по 9. Определяет вид поверхности под прокладку.
Материал (представлен российскими марками стали).

Технология монтажа фланцевого соединения

Перед монтажом межфланцевых соединений выполняются подготовительные работы. Соединители очищают от ржавчины, прогоняют резьбу на крепеже. Аккуратно вырезают прокладку и правильно выбивают в ней отверстия под трубу и болты. Прокладка не должна закрывать трубу и отверстия под крепеж. Выполнять герметизацию стыка использованными ранее прокладками нельзя.

После сведения стыкуемых элементов в нижнее отверстие и в два по горизонтальному диаметру вставляются три крепежа. Затем между ними опускается прокладка и размещается строго по центру к трубе.

После этого от руки затягивают один из крепежей. Следующим затягивают противоположный по диаметру. Затем устанавливают пару болтов, отступив четверть окружности от первой пары. Таким способом вставляются и поджимаются все крепежи.

Окончательная затяжка гаек должна выполняться равномерно. Для этого лучше использовать гайковерты или ручные ключи без дополнительных удлинителей. За первые 24 часа работы усадка прокладки, рабочие вибрации приведут к ослаблению обтяжки. Поэтому необходимо проконтролировать стык и завернуть крепежные гайки, придав креплению прочность.

Монтаж фланцевых соединений не является сложным в исполнении, но из-за повышенной опасности конструкций к нему допускаются только специально подготовленные работники. Опасность связана с агрессивной средой наполнителя или его высоким давлением. По этой причине контроль за монтажом стыков возлагается на инженера.

Мне нравитсяНе нравится

Варианты исполнения фланцев

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

исполнение №1 – конструкция оборудована соединительным выступом (фаской) под углом 45 градусов;
исполнение №2 – с выступом под углом 90;
исполнение №3 – с выступом на 45 и выборкой (впадиной) на внутренней торцевой части;
исполнение №4 – с внутренней выборкой и выступом на 90;
исполнение №5 – с внутренним пазом по всей окружности фланца;
исполнение №6 – нарезана внутренняя фаска под установку линзовой прокладки (вибровставки);
исполнение №7 – фаска предназначена под установки прокладки овальной формы;
исполнение №8 и №9 – аналогичны конфигурации №4 и №5 за исключения наличия фаски под линзовую прокладку.

Варианты исполнения фланцев

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

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

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

Конструктивные особенности фланцевого крепежа

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

болта либо шпильки;
гайки;
шайбы.

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

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

Защитный кожух из листовой стали

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

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

Конструктивные особенности фланцев

Выбирая фланцы для трубопровода необходимо учитывать некоторые особенности:

Условный проход (ДУ) измеряемый в миллиметрах, показывает несовпадение внутреннего диаметра фланца и трубы

Это важно для плоских и вращающихся деталей. Поэтому в их обозначение добавляются индексы А и Б

Буква А указывает диаметр фланца, а Б ― трубы. Для воротникового типа этот параметр не критичен.
Рядность показывает расстояние в миллиметрах между осями отверстий под болты. Одинаковые по ДУ фланцы, сделанные по типоразмеру ряд 1 или ряд 2, будут отличаться между собой диаметром и количеством отверстий. Если у заказчика нет особых пожеланий, выполняется стандартный ряд 2.
Условное давление ― это его допустимая величина, при которой соединение работает без протечек и разрушений. Значение параметра зависит от типа фланцевого соединения труб, материала, диаметра, ширины с учетом исполнения состыкованных поверхностей. Необходимо учитывать, что значение давления может быть указано в атм., Па, бар, кгс/см².
По параметрам рабочей температуры определяется значение допустимого давления, так как оно уменьшается при нагреве. Эту зависимость нужно учитывать для трубопроводов с горячими средами. Степень влияния температуры на давление определяют по таблицам.

Нормативами предписывается обязательная установка на фланцы трубопровода, по которому перекачивают агрессивную жидкость, защитного кожуха. Он предотвратит расплескивание в случае утечки. Кожухи делают из текстиля, листовой стали, полимерных материалов диаметром от 15 до 120 см. Популярные фторопластовые модели выдерживают температуру -200 — +230⁰C.

Как производится фланцевое соединение?

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

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

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:

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

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.

Фланцевые соединения аппаратов

ФЛАНЦЫ.

Фланцевые
соединения наиболее широко применяемый
вид разъемных соединений в химическом машиностроении: обеспечивается
герметичность и прочность конструкций, а также простоту изготовления, разборки
и сборки. Соединение состоит из двух фланцев, болтов и прокладки, которая
устанавливается между уплотнительными поверхностями и позволяет обеспечить
герметичность -при относительно небольшом усилии затяжки болтов.

По конструкции фланцы можно разделить на   цельные, когда корпус аппарата и фланец
работают под нагрузкой совместно, и
свободные, когда корпус аппарата разгружен от действия изгибающих   моментов,
возникающих при   затяжке соединения. Конструкция фланцев
в   значительной мере
определяется давлением   рабочей   среды
и требованиями
минимальных затрат времени на сборку или разборку соединения. Плоские приварные
фланцы представляют собой плоские
кольца, приваренные к краю обечайки по ее периметру (см. рисунок
1.1). Их рекомендуется применять при условном давлении от 0,3…1,6 МПа и
температуре до 300 ºС.

Рисунок 1.1 Фланец плоский приварной с гладкой уплотнительной
поверхностью.

Фланцы приварные
встык имеют конические втулки-шейки. Втулку фланца приваривают стыковым швом к
обечайке (см. рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 Фланец приварной встык.

Свободные фланцы представляют собой кольца, диаметр отверстий
которых несколько больше наружнего диаметра обечайки, на которую их свободно надевают
(см. рисунок 1.4). При затяжке фланец упирается в отбортовку обечайки или
кольцо, приваренное к ее краю. Такие фланцы применяются при условном давлении
до 1,6 МПа и температуре до 300 ºС, а число циклов нагружения не должно
превышать 2000. Обычно их применяют в аппаратах, изготавливаемых из мягких
(медь, алюминий) или хрупких материалов
(керамика, стекло).

Рисунок
1.3 Фланец свободный.

Конструктивные формы уплотнительных поверхностей регламентированы
по ОСТ 26-426-79 и ОСТ 26-427-79. Плоская уплотнительная поверхность
применяется при внутренним давлении до 0,5 МПа, фланцы с выступом- впадиной
0,6…1,6 МПа, с шипом-пазом 1,6…6,4 МПа. Уплотнительные поверхности под
металлическую прокладку рекомендуется для давлений 6,4…16 МПа .

Рисунок 1.4 Типы
уплотнительных поверхностей фланцевых соединений:

а- гладкая уплотнительная поверхность; б- выступ-впадина; в-
шип-паз.

Примеры уплотнительных поверхностей представлены на рисунке 1.4.

Рекомендуемая область применения типов фланцев в зависимости от
давления и диаметра аппарата представлена в таблице 1.1.

Прокладка должна отвечать следующим основным требованиям:

—
при сжатии с возможно малым давлением заполнить все
микронеровности уплотняемых поверхностей;

—
сохранять
герметичность при упругих перемещениях фланцевого соединения;

—
сохранять
герметичность соединения при его длительной эксплуатации в условиях воздействия
коррозионных сред.

Таблица 1.1

Внутренний диаметр D, мм

Внутреннее давление, МПа

Плоские приварные

Приварные встык

Приварные встык под металлическую прокладку

0,3

0,6

1,0

1,6

0,6

1,0

1,6

2,5

4,0

6,4

8,0

10,0

16,0

400-1600

1600-2000

2000-3200

3200-4000

Весьма различные условия работы прокладок
обусловливают и многообразие применяемых прокладочных материалов: металлы —
сталь, никель, алюминия, медь, свинец; полимеры — фторопласт, полиэтилен, поли
хлорвиниловый пластикат, асбест, паронит. Комбинированные прокладки — асбест в
металлической обкладке из листвою металла, полимеры и сочетании с металлами и
т. д.

Специфика конструкции фланца

Что такое фланцевое соединение трубопроводов? Кроме вышеуказанных соединительных пластин, в составе фланцевого крепежа входит болт (как вариант – шпилька), гайка и шайба. Как следует из нормативных предписаний (ГОСТ №12816), болтами могут оснащаться трубопроводы, где рабочая среда имеет давление не выше 25 МПа. В случае превышения данного параметра рекомендуется использовать монтажную шпильку, имеющую вид стального стержня, с резьбой по обоим краям. Соединения шпильками считаются на порядок прочнее, чем в случае использования болтов.

Установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах с показателем давления выше 100 Мпа осуществляется шпильками из стали № 35. Если давление ниже 100 Мпа, подойдут шпильки из 20-й стали. Фланцевые шайбы – это такие пластины, которые подкладывают под гайку или болт для увеличения их площади опоры. Обычно их делают стальными. Во фланцевых соединениях для болтов, шпилек и шайб допускаются классы прочности 8.8, 6.6 и 5.6.

Что касается трубопроводов для транспортировки агрессивных жидких веществ, потребуется обязательная установка специального защитного кожуха. Он имеет вид чехла, для изготовления которого применяют гидрофобный текстиль, листовую сталь или термостойкие полимеры: они удерживают рабочую жидкость от разбрызгивания в случае разгерметизации фланцевого соединения.

Диаметры защитных кожухов могут быть от 15-ти до 1200 мм. Самыми популярными в этом отношении являются изделия из фторопласта, способные комфортно переносить температуру от -200 до +230 градусов, не деформируясь в течении длительного времени. Кроме того, такие кожухи достаточно легкие, поэтому дополнительной нагрузки на магистраль не происходит. В продаже представлены в разборном виде, для сборки по месту эксплуатации прилагается соответствующая схема.

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

Фланцевый крепеж

Для монтажа фланцевых соединений обязательно необходим крепеж. Для крепления трубопроводов применяют такие крепежные изделия: болт, гайка, шпилька и шайба. Так как фланцевые соединения трубопроводов — это достаточно ответственная конструкция, к крепежу предъявляются требования в соответствии со следующими параметрами:

Среда. Она может быть агрессивной и нет. Основываясь на этом параметре среды, выбирается крепеж. Для агрессивных сред предпочтение отдается стали с антикоррозионными свойствами. Также возможно применение специальных покрытий, препятствующих коррозии.
Температура. Здесь играет роль температура жидкости или газа, который будет транспортироваться по данному трубопроводу, а также температурный режим окружающей среды. Каждый материал имеет рабочий диапазон температур, в соответствии с которым выбирается изделие. Если окружающая среда не превышает –30 ºС, возможно применение обычных марок стали, для более низких температур применяются холодостойкие марки.
Давление. Чем выше показатель рабочего давления, тем более высокими параметрами должен обладать используемый материал, из которого изготовлены шпильки для фланцевых соединений.
Показатели крепежных изделий: тип резьбы, шаг, длина.
Материал. Сталь, которую используют в производстве крепежных изделий для фланцевых соединений можно классифицировать по четырем категориям:

углеродистая сталь общего назначения, рабочая температура не должна превышать показатель 200 ºС, а максимальный диаметр – 48 мм;
углеродистая сталь, применяемая для изделий повышенной точности, температура работы не может быть выше значения 300 ºС;
сталь углеродистая с повышенным качеством, крепежные изделия из этого материала могут эксплуатироваться при температуре выше 450 ºС;
легированные стали, которые обладают теплоустойчивыми и антикоррозионными свойствами.

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.

Изолирующие фланцевые соединения

ИФС – это составная конструкция, производимая в условиях предприятия, обладающая необходимой герметичностью и изолированностью. Её основная функция заключается в катодной защите подземных и наземных труб и таким образом, она продлевает их срок эксплуатации.

Процесс установки

Установка ИФС производится на месте выхода труб из-под земли и при входе в неё. Необходимость её установки обусловлена вероятностью соприкосновения трубы с электрическими контактами с заземлением и другими коммуникациями. В том числе на выводах трубопроводов ГРС, ГРУ, ГРП.
Установка ИФС сразу закладывается в проект при его составлении и проводится специальными монтажными бригадами.

Наше предприятие готово произвести данные конструкции любого диаметра, указанного заказчиком. Производство ведётся на основе ГОСТ. Например, мы предлагаем изделия из высокоуглеродистой марки 09г2с с метизами стали 40х., фторопластовыми втулками.

Мы придерживаемся всех гостов

Изолирующие соединения

Изолирующие фланцы не рекомендуется устанавливать на тех газопроводах, которые находятся во взрывоопасных помещениях. В том числе, газораспределительных станциях, в местах, где производится чистка и одоризация газа.

ИФС созданы для блокировки попадания блуждающего электрического тока в трубопровод. Для этого фланцевое соединение, собираемое на предприятии, оснащается изолирующими прокладками из диэлектриков (текстолита, паронита, клинергита и пр.). Изолирующие материалы помещаются не только между фланцами, также из специальных материалов производятся метизы:

Другими словами ИФС используются для создания электрического секционирования частей, которые располагаются под землёй и над ней. От того в каком виде будут содержаться фланцы зависит безопасность работы газопровода.

При изготовлении изолирующих фланцевых соединений и установке в опасных местах (с компрессорными станциями, резервуарами и пр.), где величина тока в трубопроводах может быть высокой, необходимо регулярная проверка и профилактика рабочего состояния ИФС. Для этого изолирующие фланцы должны находятся в специально созданных рабочих колодцах.

Подобные сооружений должны быть в обязательном порядке оснащены контрольными проводниками выходящими наружу. Это необходимо для того, чтобы сервисные работники могли без спуска в колодец провести необходимые электрические измерения.

ИФС не только используются как защитные конструкции на магистралях трубопроводов от коррозионного воздействия электрического тока, их также устанавливают при подходе газо- и нефтепродуктов к насосным станциям и другим сооружениям.