Что такое фланец трубы

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”!

Виды и сфера использования фланца

Сварные швы на трубопроводе иногда доставляют неудобства. В некоторых местах, например, приходится монтировать задвижки или насосы. Тут-то и выручает фланец – особая деталь, которая способна прочно соединять трубы там, где нежелательны сварные швы.

Что это такое?

Фланцем называют плоскую деталь с отверстиями, суть которой – соединение труб. Отверстия нужны, чтобы вставлять в них болты, шпильки и прочий крепеж, который и поможет зафиксировать фланец на трубе. Соответственно, размеры фланцев зависят от труб, с которыми они и «сотрудничают», а значит, производитель заранее может побеспокоиться о необходимости фланца, и последний может быть в комплекте.

Что главное в соединении труб – конечно, герметичность. Вот для этого и предназначен фланец, который надежно и прочно стянет детали, сделает соединение надежным, и будет гарантом герметичности в большом термическом диапазоне. Если не забывать и «присматривать» за фланцем (то есть смотреть, целостен ли он, нет ли деформаций), элемент прослужит долгие годы.

Безусловно, изготавливают фланцы согласно ГОСТу, то есть требования к нему конкретные и четкие.

Конструктивные особенности фланцевого соединения:

круглая форма (хотя могут встречаться и квадратные, но редко);

малые отверстия, наблюдаемые по всему периметру;

основное отверстие по центру.

Деталь проста в работе, удобна в монтаже, и собрать с ее помощью трубопровод можно очень быстро. Пользователь просто вставляет фланец на трубу (о соразмерности диаметров уже говорилось), затем прикручивает его к аналогичному приспособлению на другой трубе – это в случае запроса на стыковку деталей. Если производитель уже оборудовал трубу фланцем на конце, работа становится еще проще.

Ремонтировать деталь необходимо, если возникла угроза его целостности, если появилась деформация.

Виды исполнения и маркировка

Все фланцы сначала делятся по конструктивному принципу.

Плоский приварной

Это практически металлическое кольцо, которое по всему диаметру имеет отверстия. Оно крепится к трубе двумя сварными швами по окружности. Их применяют в температурном диапазоне от –70 до +450 градусов, максимальные показатели давления до 2,5 МПа. Это, наверное, самые распространенные фланцы, потому что изготовить такие очень просто, стоят они недорого. Когда их стягивают болтами либо шпильками, получится косвенное бесконтактное соединение, которое обеспечит уплотнительная прокладка. Применяются плоские приварные фланцы в том числе как опорные элементы трубных систем разных техобъектов. Опора прочно соединяется с основанием, при этом без проблем демонтируется, откручивая болты и шпильки. Прижимной фланец – это, кстати, тоже плоский приварной с расточенным внутренним диаметром.

Воротниковый

От –253 до +600 градусов – такой термодиапазон применения воротниковых фланцев, при этом конструкции с очень высоким давлением – тоже «конек» этого вида. Исполнен он конусообразно, что гарантирует работоспособность арматуры в особых условиях. Переходной элемент отличается сглаженностью, конус фланца – небольшой по диаметру – соответствует диаметру трубопроводного корпуса. А сама конструкция элемента снижает появление любых преград с прохождением рабочей среды, в том числе потоковой турбулентности. Это, в свою очередь, содействует распределению напряжений, которые возникают в трубопроводе.

Свободный на приварном кольце

Или иначе – накидной. Исполнены они так, что спокойно вращаются, перемещаются вдоль трубопроводного каркаса, что делает систему выемок для крепежных элементов более простой. Приваривать либо обеспечивать жесткую фиксацию нет необходимости. Трубопровод будет соединен двумя сварными швами по углам, внутри и снаружи. Выпуклой поверхности у таких фланцев нет.

Стандартен радиус стыковой поверхности, он тот же, что и радиус трубы и других применяемых фланцев. Может использоваться в комплекте с соединительными элементами другого типа. Не применяются в условиях высокого рабочего давления. Работают в узком температурном диапазоне от –30 до +300 градусов. Не отличаются долгими сроками эксплуатации, не могут использоваться в трубопроводах, предполагающих жидкую рабочую среду.

При этом, применяя такой фланец из углеродистой стали, его можно спокойно задействовать для коррозийно-устойчивого трубопровода, особенно если нужен бюджетный вариант.

Поворотный

С ними легче выровнять отверстия под болты между двумя фланцами. Если речь идет о больших (по диаметру) трубопроводах, морских, подводных, то лучше обратиться именно к поворотному виду. Подойдут они и для работы с нефтью, газом, химическими жидкостями.

Изолирующий

Такие соединения рекомендованы к установке, когда монтируются ответвления на нефте- или газопроводах, что отходят от основной магистрали. Или при прокладке линий, которые близки к потенциальным источникам, возможных на провокацию возникновения блуждающих токов. Или если нужно соединить элементы, сделанные из разных сплавов.

Изолирующая система состоит из двух или трех фланцев воротникового типа, имеющих герметичный стык, а между ними еще будет защитная втулка, которая сделана из материалов-диэлектриков. Фланцы и втулки соединены стягивающими шпильками.

Другое

Это не вся классификация фланцев. Их различают также по классу материала, по типу поверхности – например, плоский или приподнятый, кольцевой и другие. Есть различия и в отделке фланца, она может быть гладкой, зубчатой. По размерам тоже различаются, по форме – круглый, овальный, квадратный, прямоугольный.

Что еще важно знать об исполнении фланцев.

Приварные детали могут быть разъемными и неразъемными. В разъемных на торце есть 4 отверстия под болты (как минимум) либо шпильки соединительного типа. Другие виды соединений вроде рычажных и клеммных не стали распространены.

Классы давления фланцев предложены Американским институтом стандартов (ANSI), в них установлены соотношения между давлением и термосредой, которая прокачивается по проводам. Маркировка ANSI может быть на импортной продукции.

Герметизирующие и уплотнительные монтажные фланцы согласно ГОСТ 33259-2105 изготавливаются из литейного чугуна или металла. Изделия с приварной частью должны быть безукоризненны с точки зрения свариваемости стали.

Что можно сказать о технологических переходах для получения бытового фланцевого соединения: они выравнивают оси соединительных отверстий, а еще оси трубопроводов либо воздуховодов. Они монтируют прокладки в шип-паз, центрируют соединение со штифтом, производят затяжку.

Отличаются фланцы по функциональности. Например, фланец пожарного гидранта соединяет последний с пожарной подставкой, которая установлена на противопожарном водопроводе. Еще фланцы могут быть судовыми, компрессионными и так далее. По типу соединительных поверхностей тоже есть своя дифференциация: например, RF – соединительный выступ, LG (иногда по ошибке пишут LD) – уплотнительная поверхность плюс крупный паз, ST – уплотнительная поверхность плюс малый шип. И таких маркировок много, которые отличаются выступами, впадинами, пазами и шипами.

Материалы изготовления

Фланцы могут быть чугунные литые (из серого чугуна и из ковкого чугуна), такие используются в литой трубопроводной арматуре. Могут быть литыми стальными, они соединяют трубопроводы и арматуру из разных материалов. Делают их из разных марок высококачественной нержавеющей стали, из латуни и металлических сплавов на основе никеля. Помимо использования разных видов стали, от криогенной до коррозионно-стойкой обыкновенной и оцинкованной, применяются и полипропиленовые модели. Алюминиевыми и пластиковыми фланцы тоже могут быть.

Просто металлические работают в более широком диапазоне температур и давления.

Лучшие производители

Нужно выбирать фланцы по типу стандартов, которым они соответствуют. Американские – ANSI/ASME, немецкие – DIN. Российские фланцы соответствуют ГОСТам, и в последней категории появилось очень много классных, конкурентных производителей. Таких как «Оникс», ОТЭ, «Спецкомплект», «Завод уральских метизов», «Техсталь», «ТопДеталь» и другие.

В борьбу за покупателя с ними вступают китайские производители, их очень много, и не нужно бояться слова «китайский», потому что уже давно оно перестало ассоциироваться с чем-то ненадежным. Многие мировые бренды переносят линию производства в Китай, и монтажное оборудование тоже. Фланцы ISO заказывают в Европе тоже (и в том же Китае), нужно читать характеристики товара, сравнивать цены, здесь и ноунеймы могут конкурировать с давно работающими поставщиками.

Сфера применения

Когда данная конструкция вставляется в трубопровод, обеспечивается свободный доступ к отдельным участкам, просто разобрав фланцевое соединение. Потому так востребованы эти соединительные элементы в нефтехимической промышленности, в машиностроение, в пищевой и химической промышленности. Они практически незаменимы в тех системах, где предполагается плановый осмотр трубопроводов либо ремонт отдельных узлов.

Ими могут подключать/присоединять конкретный участок трубопровода к всевозможным устройствам, к емкостям, к теплообменникам, вытяжкам. И это помимо того, что они стыкуют между собой части трубы. Словом, сфера их использования не просто велика, но и, как прогнозируется, будет расширяться.

Что такое фланец: технические характеристики и применение

Использовать сварные швы на элементах трубопровода не всегда удобно. В некоторых местах требуется установка дополнительных изделий – задвижек, насосов. Тогда на помощь приходит фланец – специальная деталь, предназначенная для соединения труб там, где сварка не подходит. Они классифицируются по размерам, материалам изготовления, типу поверхности и другим критериям.

Фланец – определение понятия

Согласно справочнику терминологии, фланец – это плоская деталь с отверстиями, выступающая соединительной частью труб. В отверстия детали крепятся шпильки, болты и другие крепежи, помогающие зафиксировать ее на трубопроводе. Размеры фланцев соответствуют диаметру определенной трубы, поэтому зачастую производитель заранее оснащает трубу таким элементом.

Разновидность фланцаф

Главное требование к соединению труб – герметичность: этот критерий как раз обеспечивает фланец. Он надежно стягивает детали, наделяет соединение надежностью, прочностью, возможностью использования в широком температурном диапазоне. Если осуществлять своевременное техническое обслуживание, фланцевое соединение прослужит долгие годы. Данный вид детали изготавливается согласно ГОСТ, поэтому к нему предъявляют особые требования.

Конструктивные особенности фланцев

На сегодня фланцевое соединение труб является одним из самых популярных и простых соединений, позволяющих быстро и надежно состыковать детали. Это обусловлено конструктивными особенностями:

• круглая (редко квадратная) форма;
• наличие маленьких отверстий по всему периметру;
• плоская конструкция;
• наличие центрального основного отверстия.

Деталь пользуется спросом при сборке трубопровода из-за простоты и скорости работы. Пользователю необходимо вставить фланец на трубу нужного диаметра, после чего прикрутить к такому же приспособлению на другой трубе, если осуществляется состыковка двух деталей. Зачастую производители труб уже оборудуют изделие фланцем на конце, что упрощает работу. Ремонт фланцев требуется тогда, когда на поверхности присутствуют дефекты или нарушена герметизация стыка.

Где применяют фланцы?

Данный тип применяется для сборки трубопровода, монтаж любого фланца происходит только при наличии трубы соответствующего диаметра. Можно выделить несколько областей применения детали:

• сборка гражданских центральных трубопроводов;
• сборка газопроводов;
• монтаж бытовых систем водоснабжения;
• установка теплотрасс;
• сборка промышленных систем и коммуникаций.

Данные детали могут быть элементами трубы, вала, фитинга или корпусной детали. Это универсальное изделие, которое при соединении с другой деталью способно обеспечить герметичность. Элемент выдерживает высокую температуру и давление, поэтому данный вид крепления можно использовать в газопроводах и водопроводах. Параметры, по которым подбирают – размеры, форма уплотнительной поверхности, а также способ крепления.

Основные типы фланцев

Первая классификация, по которой можно разделить все виды – конструктивная. Согласно ей, существуют такие основные типы:

1. Плоский приварной – выглядит, как металлическое кольцо с отверстиями по диаметру. Крепится к трубе за счет двух сварных швов по окружности.
2. Воротниковый – кроме отверстий по диаметру также оснащен юбкой под приварку. Простой в монтаже, так как фиксируется одним сварным швом.
3. Свободный на приварном кольце – состоит из двух элементов: фланца и кольца с одинаковым диаметром и давлением. Кольцо фиксируется на трубе при помощи сварки, а фланец остается свободным, что обеспечивает удобство монтажа.

Указанные типы фланцев применяются для стыковки трубопроводной арматуры и оборудования. Конкретнее определить область, где применяется деталь, поможет материал ее изготовления.

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.

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.

Типы поверхностей

Данный вид соединительного крепежа можно также поделить согласно типу поверхности уплотнения. Они бывают:

• A – плоскость;
• B – соединительный выступ;
• F – впадина;
• E – выступ;
• D, M – паз;
• С, L – шип;
• K – для линзовой прокладки;
• J – для прокладки овального сечения.

Данные виды ГОСТ были приняты недавно, при этом отмечается, что тип поверхности С, L, а также E выпускаются только по требованию заказчика и не являются штампованными.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Сборка и установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах

Большинство трубопроводов различного назначения монтируют сваркой, обеспечивающей надежность и долгий срок службы стыков. Но когда по условиям прокладки этот способ неприемлем или в процессе эксплуатации требуется периодическая разборка, используется соединение фланцевое. По надежности и долговечности оно не уступает сварному варианту, а монтируется проще.

Назначение и область применения

Устанавливать фланцевые соединения можно на трубопроводы диаметром больше 32 мм. Таким способом монтируются разветвленные системы на промышленных и химических предприятиях, в газовой и нефтедобывающей отрасли, распределительные сети ЖКХ. Для прокладки внутридомовых трубопроводов соединение этого вида применяют редко.

Фланцевые стыки нужны для того, чтобы:

• соединять трубы между собой или с оборудованием из разнородных материалов;
• устанавливать запорную и регулирующую арматуру;
• проводить очистку трубопроводов;
• врезать измерительные приборы;
• отсекать участок трубы для ремонта.

Из чего состоит фланцевое соединение

Комплект для одного стыка состоит из двух одинаковых фланцев с центральными отверстиями, соответствующих диаметрам труб, прокладки, набора болтов или шпилек с гайками и шайбами. При необходимости защиты трубопровода от блуждающих токов, на болты надевают изоляционные втулки, а прокладку устанавливают из диэлектрического материала. Если давление в трубопроводе не превышает 2,5 МПа, фланцы стягивают болтами. Шпильки равномерней распределяют усилие затяжки и удобней для работы в неудобных местах. Фланцевые соединения на шпильках применяют при давлении до 4 МПа.

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.

При установке фланцевых соединений на стальных трубопроводах их материал должен быть идентичным или близким по составу металлу труб. Это нужно для предотвращения повреждений при изменениях температуры. Фланцы бывают из серого и ковкого чугуна, легированной, углеродистой и нержавеющей стали. Для трубопроводов из иных материалов выпускаются бронзовые, алюминиевые, латунные разновидности. Безнапорные системы из полиэтиленовых труб часто собирают на полипропиленовых фланцах.

Конструктивные особенности фланцев

Выбирая фланцы для трубопровода необходимо учитывать некоторые особенности:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

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:

• резины, стойкой к продуктам нефтепереработки:
• паронита общего назначения;
• теплостойкой резины;
• асбестового картона;
• паронита, стойкого к маслу и бензину;
• кислото и щелочеустойчивой резины;
• графита;
• фторопласта;
• металла (алюминия, меди);
• металлографита.

Подготовка фланцев для установки

Прежде чем начинать сборку фланцевого соединения необходимо проверить их на отсутствие ржавчины и механических повреждений. Поверхности очищают и обезжиривают. С резьбовой части болтов и гаек убрать заусенцы. Сделать предварительную прогонку резьбы, наворачивая гайки на болты с последующей смазкой. Вырезать и примерить прокладку. Она должна стоять по центру не перекрывая крепежные отверстия. Повторное использование старых прокладок нежелательно, но если иного выхода нет, устанавливают несколько штук бывших в употреблении.

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.

Типы фланцев: плоские, воротниковые, свободные

Что такое фланцы? Фланец – это стальной диск или стальное кольцо со сквозным центральным отверстием для прохождения внутреннего потока среды. В равном удалении от центра расположены отверстия для крепежа. Применяют для соединения линий магистрального и проходящего трубопровода между собой, для присоединения к арматуре, а также для того, чтобы соединить трубопровод с каким-либо оборудованием.

Стальные фланцы делятся на 6 видов по ГОСТ 33259-15. Согласно нормативу, каждый содержит четкие и утвержденные наименования. Однако, в обычной жизни, при заказе и реализации трубопроводных проектов, используют сокращенные варианты. Ниже вы увидите «разговорный» вариант в качестве основного и «нормативный» в скобках. Каждый тип фланца имеет числовое обозначение. Виды фланцев можно разделить на три типа – плоский, юбочный и свободный, где некоторые из них имеют еще несколько подгрупп.

Какие существуют типы фланцев?

➤ Плоские фланцы

• Тип 01 – плоские фланцы (ф. стальной плоский приварной).

Один из наиболее часто используемых фланцев для трубопроводных систем низкого давления и средней температуры. Фланцы типа 01 надеваются на трубу внахлест и имеют чуть больший внутренний диаметр, чем диаметр трубы. Соединение с трубой происходит при помощи двойного сварного шва. В основном используются для жидких сред с низким давлением. Сегодня эти фланцы очень часто можно найти в трубопроводах водоснабжения, систем с сжатым воздухом низкого давления, в технологических линиях для таких веществ, как пар, масло, газ, нефтепродукты и т.д.

➤ Свободные фланцы

• Тип 02 – фланец на приварном кольце (ф. стальной плоский свободный на приварном кольце).
• Тип 03 – фланец на отбортовке (ф. стальной плоский свободный на отбортовке).
• Тип 04 – фланец на хомуте под приварку (ф. стальной плоский свободный на хомуте под приварку).

Такой тип фланцев представляет собой две отдельных детали: свободное кольцо с отверстиями для крепежа и приварное кольцо меньшего диаметра. Сперва на трубу устанавливают более крупный диск, а после к трубе приваривают кольцо. Если фланец остается неизменным, то приварное кольцо можно заменить при проведении ремонтных работ. Изготавливаются методом резки. Свободные фланцы поставляют в виде полного комплекта (фланец+кольцо) или частично. В отличии от других типов, свободные могут быть выполнены только в одном исполнении, тогда как кольцо можно переточить в исполнения A-M. Кольцо выступает в роли уплотнительной поверхностью для ответной стыковки. Встречаются также свободные фланцы на отбортовке и хомуте. Фланцы типов 02-04 незаменимы при частом ремонте или регулярных проверках соединения трубопроводной линии.

➤ Юбочные фланцы

• Тип 11 – воротниковый фланец (ф. стальной приварной встык)
• Тип 21 – фланец арматуры (ф. корпуса арматуры)

Воротниковые фланцы называют также юбочными, приварными встык или фланцами с горловиной. Воротник выступает над окружностью, обеспечивая надежную механическую прочность. Существует две конструкции фланцев с приварной горловиной: для стыковки с трубопроводом и корпусом арматуры. Во время монтажа фаска сварного шва соединяется с концом трубы. Каноническая форма воротника обеспечивает более плавное распределение сил давления вдоль перехода от трубы к основанию фланца, помогая выдерживать более высокое давление и более высокую температуру.

Применяемость типов фланцев: соотношение доступных диаметров и давления.

Разделение фланцев по типам упрощает выбор. Каждый тип закрывает потребность в определенном сценарии дальнейшего использования. Можно сказать, что разделение происходит по категориям, с разделением на выбор рабочей среды, деталей для использования. Например для агрессивных внешних условий идеально подходят воротниковые фланцы, они же выдерживают и максимальные показатели по доступному условному давлению. А если требуется частые взаимодействия с фланцевым соединением – подойдут типы свободных фланцев.

Вывод

Некоторые фланцы имеют ограничения по допустимым условным диаметрам – этот фактор тоже стоит учитывать. Например, плоские стальные фланцы бывают только до 2400 мм, тогда как тип 11 и тип 21 встречаются до 4000 мм. Воротниковые фланцы существуют с расширенными предложениями по давлению и воротники можно изготовить с большим диаметром. Обратите внимание, что тип 21 выполняют трех видов: стальные литые, литые из серого или ковкого чугуна. К примеру, у фланцев арматуры диапазон диаметра из серого чугуна будет выше, чем из стали. А ковкий чугун наименее богат диаметрами, чем его другие виды.

Обратитесь к менеджерам отдела продаж, чтобы грамотно подобрать необходимый тип фланцев для вашего трубопроводного проекта. Отправьте заявку по электронной почте.

➥ 8 (499) 673-38-38 Москва
➥ 8 (343) 384-38-38 Екатеринбург
➥ 8 (812) 328-38-38 Санкт-Петербург
➥ 8 (800) 555-38-83 Бесплатно по РФ

Виды фланцев и применение фланцевых соединений в трубопроводах

Главная задача, возникающая в процессе монтажа трубопроводов – обеспечить надёжное и герметичное соединение стыков труб (стальных, керамических, из ПНД и т.п.), валов или осей между собой. Для этого их соответствующим способом оформляют – нарезают резьбу ( муфтовое соединение), либо предусматривают на обоих торцах плоские детали с отверстиями под болты. Такие детали называют фланцами.

Область применения

Что такое фланец? Это вид фитинга для соединения отрезков труб. Наружная образующая такого соединителя может иметь любую форму, но чаще всего также бывает круглой. Круглые детали, фото которых часто можно видеть в инструкциях, предпочтительнее квадратных или шестигранных потому, что они технологичнее в производстве и менее трудоёмки при монтаже.

Ранее фланцем называли уступы круглой или прямоугольной формы для стыкового соединения любых (в том числе, и неподвижных) частей изделия. Бытовало даже соответствующее обозначение для технологического перехода штамповки таких уступов – фланцовка. Однако из ныне действующего ГОСТ 18970-84 этот термин был исключён и заменён термином «отбортовка».

Фитинги для полиэтиленовых труб: муфты, переходы, фланцы и другие фасонные части
Фитинги для полиэтиленовых труб устанавливают в магистралях, работающих как под давлением, так и без него, предназначенных для подвода воды, газа, для дренажа или канализации. Данная трубопроводная…

Разберёмся, для чего нужны фланцы. Фланцевое соединение трубопроводов предполагает наличие смежной пары, которая представляет собой две плоские детали, иногда с внутренними круглыми в плане выточками, обеспечивающих более точную осевую центровку места стыка. Диаметр/поперечный размер любого типа изделия всегда больше, чем торца смежной детали.

Фланцевые соединения труб

Поскольку опорная поверхность фланца всегда достаточно развита, то это предоставляет такому соединению следующие преимущества:

• Возрастает площадь опорной поверхности стыка, следовательно, снижается давление на него;
• Есть возможность установки более прочных уплотнительных колец;
• Увеличивается допускаемые нагрузки соединения на разрыв и кручение.

Основным назначением данной детали считается возможность обезопасить детали от потери герметичности и от воздействия опасных растягивающих напряжений, а для соединения вращающихся деталей машин (например, кардана автомобиля) – ещё и повысить прочность стыка по крутящему моменту.

Типы фланцевых фитингов

Фланец – это деталь, имеющая различную конфигурацию. Классификация обычно производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 33259-2015 (распространяется на продукцию для трубопроводов), ГОСТ 12820-80/12821-80 (касаются изделий соединительных общего применения) и ГОСТ 9399-81 (относится к резьбовым конструкциям).

В дальнейшем рассмотрим тему применительно к герметизирующим трубным деталям.

Соединение металлопластиковых труб фитингами между собой своими руками
Для образования единой системы трубопроводов из металлопластика использовать сварку высокими температурами недопустимо, поэтому выполняют соединение металлопластиковых труб фитингами или муфтами. Как…

Типы фланцев по способу соединения

Различают детали приварные и резьбовые. Стальные трубы могут быть соединены путем сварки, когда горловина стыка оформляется специальным сварным швом либо привинчиванием фланца к трубе.

Приварные

Фланцевые соединения для труб используются в трубопроводных системах с высоким давлением и температурой, а также имеющих диаметр более 50 мм. Резьба используется в трубопроводах малого диаметра, которые не подвержены механическим воздействиям: тепловому расширению, вибрациям, сжатию, динамическим колебаниям (все эти условия могут привести к постепенному разрушению резьбовых соединений).

Резьбовые

Какими бывают фланцы? Конструктивно приварные фланцы подразделяются на разъёмные и неразъёмные.

Разъемный

В первом случае на торце детали имеется минимум 4 отверстия под болты или соединительные шпильки (для стыков особой точности изготавливается дополнительное отверстие под центрирующий штифт). Прочие виды соединений – клеммные, эксцентриковые, рычажные – распространения не получили.

Классификация по способам изготовления

Любые виды рассматриваемых изделий работают в тяжёлых эксплуатационных условиях, подвергаясь постоянному или циклическому воздействию внешних сил, крутящих моментов, давлений. Для изготовления фланцевых соединителей используют следующие технологии:

1. Литьё под давлением.
2. Механическую обработку.
3. Штамповку (горячую или холодную).

Литьё применяют только для производства изделий из неметаллов, которые в процессе функционирования испытывают напряжения не более 30…35 МПа. Поскольку коэффициент термического расширения таких материалов весьма мал, то напряжения сдвига можно не учитывать.

Механической обработкой на станках получают стальные фланцы из высокоуглеродистых и легированных сталей, отличающихся пониженной пластичностью. Готовые детали характеризуются высокой неравнопрочностью по отдельным сечениям и наличием концентраторов напряжений в местах перерезывания волокон. Такие изделия после точения подлежат термообработке.

Наиболее прогрессивным техпроцессом является штамповка, позволяющая за 1-2 перехода оформить на прессе необходимую по чертежу конфигурацию. В качестве исходных заготовок можно использовать прутки или поковки из малоуглеродистых (более дешёвых), а также нержавеющих сталей (последние содержат никель, повышающий пластичность). Равнопрочность штампованной продукции – наибольшая.

Классы давления фланцев

Предложены ANSI (American National Standards Institute – Американский институт стандартов) и устанавливают рекомендательные соотношения между давлением и температурой среды, прокачиваемой по трубопроводам (см. табл.):

Класс давления ANSI	Предельно допускаемое давление, МПа, при температуре
	От 20 0 С до 38 0 С	Свыше 38 0 С
150	До 2	2…3
300	До 5	5…7
600	До 10	10…15

Маркировка класса ANSI может наноситься на продукцию импортного производства

Основные параметры фланцевого крепежа

ГОСТ 33259-2015 предусматривает следующие параметры продукции отечественного производства:

1. Тип (плоский, приварной – тип 01, с кольцом – тип 02, арматурный – тип 21, свободный под отбортовку – тип 03, свободный под хомут – тип 04, стыковой – тип 11).
2. Исполнение уплотнения: плоскость, соединительный выступ, шип, паз, впадина, под прокладку овальной или линзовой конфигурации. Последние два варианта предназначаются только для прокладок, изготовленных из фторопласта. (под крепёж): от 10 до 4000 мм.
3. Номинальное давление: от 1,0 до 25,0 МПа (для фланцев резьбового типа – от 20 до 100 МПа).
4. Тип резьбы. Для опорных поверхностей регламентируются следующие параметры:
   • Шероховатость поверхностей контакта;
   • Углы сопряжений;
   • Высота сопрягаемых элементов;
   • Геометрические характеристики пазов и шипов;
   • Радиусы скруглений.

Установлено два размерных ряда: 1 и 2 (первый является предпочтительным). Внешнюю конфигурацию и габаритные размеры стандарт не ограничивает, но, в зависимости от давлений и диаметров присоединяемых частей трубопровода, устанавливается диаметр отверстий под крепёж и их количество.

Из чего производят

Герметизирующие и уплотнительные фланцы по ГОСТ 33259-2015 для арматуры должны изготавливаться из металла или литейного чугуна, который отвечает требованиям ISO 70005-2:1988. Для изделий с приварной частью имеет значение свариваемость стали, которая с повышением процентного содержания углерода и увеличения легирующих элементов в стали понижается.

Инструмент для производства соединения

Для образования приварного фланцевого соединения используют различные виды сварки – дуговую, газовую, под слоем флюса и пр. Качество сварного шва проверяется рентгенографическими, магнитометрическими или ультразвуковыми дефектоскопами, приборами «Фотон-М», а для менее ответственных соединений применяют метод пенетрации.

Надёжность схемы соединения с использованием резьбовых фланцев или болтов крепления проверяют, контролируя момент затяжки с помощью динамометрического ключа.

Как соединить трубы фланцами

Технологические переходы для получения болтового фланцевого соединения таковы:

1. Выравнивают оси соединительных отверстий, а также оси соединяемых трубопроводов или воздуховодов.
2. Устанавливают прокладки в пазы/шипы торцевой плоскости.
3. Центрируют, если нужно, соединение штифтом.
4. Вводят крепёжные болты иди шпильки в соответствующие отверстия.
5. Производят равномерную и симметричную затяжку.
6. 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.

Заключение

Описанные детали отличаются надёжностью и долговечностью в работе. Например, что такое обслуживание фланца в сантехнике? Оно сводится только к замене износившихся прокладок. Аналогичная ситуация и в машиностроении. Этим и обусловлена популярность данных изделий

Видео процесса соединения труб при помощи фланца:

Фланец

Сварка не всегда удобна для крепления трубы, трубопроводных арматур, например, при монтаже задвижек или насосов. Приварные арматуры из стали уступают фланцам в прочности. В таких ситуациях требуется фланцевое соединение, о котором мы подробнее поговорим в статье. Ниже разберем особенности фланцевого соединения, типы фланцев, тонкости их производства и выбора.

Описание и конструкционные особенности

Фланец (с немецкого языка Flansch) это плоского или прямоугольного формата кольцо с расположенными равномерно друг от друга отверстиями. Отверстия в кольце служат для фиксации детали болтами или шпильками. Изделие необходимо для надежного герметичного совмещения труб, например, с аппаратами и емкостями, машинами, для подсоединения валов и других вращающихся деталей (фланцевое). Фланцы стальные – соединительный механизм, который применяется комплектом по две штучки, попарно.

Обычного типа фланцы представляют собой плоские кольца с отверстиями, которые соединяют трубу с другой трубой или системой. В каждое отверстие крепится шпилька или другой крепеж, который помогает фиксировать ее на трубе. Соответственно, размер каждого фланца зависит от трубы, с которой он будет прикреплен. Поэтому производитель может заранее приложить в комплект конструкции фланцы. Бывают плоские и воротниковые фланцы, об их разнице читайте ниже в статье.

При фиксации труб главным критерием является герметичность. Для этого и необходимы фланцы, которые надежно и прочно стянут, сделают механизм более надежным. Фланец выступает гарантом герметичности при разнообразных нагрузках (давление, температура). При правильном уходе за фланцами менять деталь не придется долгие годы. Также следует грамотно подобрать материал и толщину.

Характеристики фланцев

Основные характерные особенности стальных фланцев, они же базовые – размер и масса в основном зависят от давления, с которым они будут работать. Фланцы плоского типа согласно ГОСТ 12820-80 могут быть применены в соединении трубопроводов (труб) с давлением от 0,1 до 2,5 МПа. Нормально функционировать на трубе они могут в температурном диапазоне от минус 30 до плюс 300 градусов по Цельсию. У воротникового типа соединителя труб согласно ГОСТ 12821-80 и ГОСТ 33259 более жесткие показатели: допустимая граница давления 20 МПа, температурного режима следует придерживаться в этих значениях от 40 до +425 градусов.

Фланец подбирается по Ду условному проходу, или иначе внутреннему диаметру, который должен соответствовать наружному диаметру трубы. ГОСТом предусмотрены фланцы стальные с Ду от 10 до 1600. Показатели у фланцев находятся в диапазоне 10-200. Чтобы сделать правильной выбор в пользу определенной детали, покупатель должен знать Ду. Остальные характеристики определяются для фланца автоматически. Например, для изделия Ду 50 характерна высота отступа 57-59. У Ду 80 этот диапазон равен 89-91, у Ду 100 это 108-110. Внутренний диаметр трубы закладывается в первой цифре, а внешний диаметр во второй.

Не менее важной характеристикой является вес, который определяется объемом, высотой. Также на показатель влияет форма изделия и материал. Габариты условного прохода приварных фланцев могут быть в диапазоне 10 2400 мм. В соответствии с ГОСТ стандартом плоский стальной фланец может быть габаритов, которые зависят от максимально допустимого давления. Например, при давлении до 2,5 МПа нужны фланцы с Ду до 800 мм. Плоский приварной фланец согласно ГОСТ не имеет определенного веса, который должен зависит от вида используемой стали, типа конструкции. Перед тем, как купить, нужно сделать сверку с необходимым видом исполнения. На основании этого показателя определяются типы объединения друг с другом.

Виды фланцев

Фланцевая стальная деталь классифицируется по разным критериям:

• по формату отделки (гладкая, зубчатая, на складе)
• по классу материалов
• по виду поверхности (приподнятая, плоская, кольцевидное соединение, охватываемая и неохватываемая, язычок и паз, кольцевого типа соединение)
• по размерностям (номинальные размеры и границы давления)

Вид фланцев, которые нужны будут для трубопроводных соединений, зависят в основном от требований к прочности фланцевого соединения. Фланцевые сливания относятся к категории альтернативных способов сварным стальным соединениям. Это выгодно, так как за счет такой замены проще техническое обслуживание (демонтаж или замена). Ключевые типы фланцев:

• Воротниковый или юбочный тип. Конструкционно выделяется воротниковый стальной фланец наличием выступа, что расположен на внутреннем диаметре, в формате усеченного конуса.
• Модель с приварного типа горловиной («WN») имеет длинную коническую втулку.
• Вариант приварной с удлиненной юбкой-воротником.
• Плоский приварной стальной типа 01. Надевается плоский фланец в приварном исполнении на трубу внахлест и имеет немного больше внутренний диаметр, чем диаметр трубы.
• Изолирующего типа. Такая система делается из 2-3 фланцев юбочного вида, имеющих герметичный стык. Между каждым фланцем есть защитная втулка из диэлектриков.
• Раструбный тип фланца. Крепление с трубами осуществляется с помощью одного углового шва на внешней стороне фланца.
• Свободная модель. Отличается плоской поверхностью, используется только вместе с заглушкой.
• Заглушка – фланец в форме диска.
• Резьбовая деталь. Соединяется с трубой путем навинчивания.
• Глухой фланец. Выделяется конструкцией – отсутствием центрального отверстия. Нужен для того, чтобы глушить или уплотнять трубопровод (труба), клапан/сосуд под давлением и для блокировки потока жидкости.

Выше предложены наиболее распространенные типы и их названия, но также могут встречаться варианты названия: прижимной, опорный, лофт, обжимной, ответный или обратный. Фланцевые соединения на основе плоских фланцев в работе более хрупкие, нежели сочетания, выполненные с помощью фланцев с приваренной горловиной (при аналогичных условиях эксплуатации). В дополнение к этим стандартным типам есть еще специальные:

• Велдофланец. Является комбинацией фланцевого продукта и приваренной горловины с велдолетом. Производство велдофланцев базируется на единственном куске твердой кованой стали.
• Нипофланец. Это конструкция, для изготовления которой фланец соединяют с приваренной горловиной с кованым ниппелем.
• Элбофланец – напоминает комбинацию фланца с элболетом.
• Латрофланец комбинация фланца с латролетом.
• Поворотный фланец. Помогают облегчить процесс выравнивания отверстия под болт между двумя сопряженными фланцами. Часто актуальны для нефтяной промышленности, газовой, углеводородов, воды и т.д.
• Фланец расширения. Это фланец с приварной горловиной с большим отверстием на конце без фланца. С его помощью можно увеличить проходное отверстие трубы от одной точки к другой, или чтобы соединить трубы и иные механические устройства.
• Фланец уменьшения или уменьшающий. Нужен, чтобы уменьшить диаметр трубопровода (трубы).

Фланцевый крепеж

Крепеж является совокупностью деталей, задача которых создать неподвижное соединение элементов машин и конструкций. В качестве соединений зачастую пользуются: болтами, винтами, шпильками, гайками, шурупами, глухарями, шплинтами, шайбами, заклепками, штифтами и многим другим.

В качестве крепежных соединений принято подразделять их на такие основные группы:

1. Общепромышленного типа крепежи. Повсеместно используемый в промышленности и народном хозяйстве. Специализированные характеристики отсутствуют. специального назначения. Используются для узкоспециализированных задач и ниш применения.

Фланцевый крепеж первостепенно выполняет функцию соединения трубопроводных элементов (труб, кранов). Помимо фланца включают еще болты или шпильки, гайки, шайбы. Основные параметры фланцевых крепежей, на которые стоит обратить внимание:

1. Рабочий параметр давления
2. Рабочий температурный диапазон
3. Среда, где будет задействован фланец
4. Размеры «под ключ» должны быть равны диаметру вписанной окружности.
5. Замер нужной резьбы
6. Шаг резьбы расстояние между двумя соседними вершинами резьбы.
7. Замеры длины: болта, шпильки, резьбового конца
8. Покрытие готового товара

Варианты исполнения и производство фланцев

Фланцы изготавливаются таким образом: осуществляется разогревание плоской полосы стали требуемой толщины, после чего путем изгибания ей придается форма и диаметр, соответствующие требуемым характеристикам будущего фланца. Осуществляется сваривание шва и снабжение готовых фланцев патрубком для подсоединения с трубопроводом. Также они могут быть не только стандартные, но и изготавливаться по нужным параметрам, размерам, чертежам заказчика.

Насколько надежным и качественным будет присоединение зависит не только от выбранного изделия, но и от прокладки. Для фланцевых конструкций применяются мягкие прокладки, полуметаллические или неметаллические, либо полностью изготовленные из металла.

При помощи резины, паронита или легкоплавного уплотнителя используется подвижное или неподвижное уплотнение для фланцевых разъемов. Плоскую деталь сначала герметизируют с применением мягкого металла или гофрированной прокладки с мягкой обивкой.

Материалы используемые для изготовления

Фланцевые крепления могут быть выполнены из разного формата стали. Популярные фланцы чугунные литого производства, используется для них серый или ковкий чугун. Обычно чугунные фланцы необходимы в трубопроводной арматуре литого формата. Стальные фланцы могут быть использованы для соединения труб из разного материала. Стали для фланцев разные, в зависимости от назначения детали. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье ниже. Среди материалов для фланца можно также встретить полипропилен, алюминий, пластик.

Применение фланцев

Фланцы служат для подсоединения конкретного участка трубопровода к различным устройствам, другим трубам, емкостям, теплообменникам, вытяжкам и другим. Ниша применения данного изделия очень широка, поэтому их можно встретить повсюду. Можно выделить несколько областей применения, они часто востребованы:

• в сборке центральных, городских трубопроводов;
• при сборке газопровода;
• в монтаже бытового типа системы водоснабжения;
• при установке теплотрасс;
• в процессе сборки промышленного вида систем и коммуникаций.

Фланцы могут служить соединяющими элементами труб, валов, фитингов или корпусных деталей. Фланец универсальный вариант изделия, который в комбинации с другой деталью способен обеспечить максимальную герметичность.

Преимущества и недостатки фланцев

Рассмотрим основные преимущества и недостатки фланцев над другими типами крепления. Преимущества:

1. Простота монтажа и возможность повторного использования – можно легко разобрать и переставить.
2. Монтаж прост, стыки при наличии прокладок герметичны.
3. Широкий диапазон температур и других условий эксплуатации. Их эксплуатация возможна при температурах от от 70 до + 450°C.
4. Фланцами можно соединять трубы из разного материала, подключать аппаратуру.
5. Износостойкость. Фланцы устойчивы к воздействию коррозии, механическому воздействию и агрессивному воздействию транспортируемой среды.
6. Стандарт изготовления фланцев гарантирует, что типы и размеры фланцев всегда будут соответствовать производимым деталям.
7. Способность выдерживать давление от 10 до 40 бар.
8. Срок эксплуатации достигает от 25 до 40 лет;

К недостаткам можно отнести стоимость изделия, а также необходимость навыков для качественной установки изделий.

Стандарты, ГОСТ и маркировка

В маркировке фланцев имеется информация виде исполнения, диаметре трубы, максимально возможное давление, марка стали, присвоенный номер стандарту. Важно подбирать фланцы в соответствии со стандартами. Как правило, это: ANSI/ASME (американские), DIN (немецкие), ГОСТ (российские). В последнее время на международный рынок стараются прорваться производители из Китая. Фланцы стандарта ISO приобретаются как в Европе, так и в Китае. Необходимо сначала ознакомиться с техническими характеристиками продукции, сделать сравнение цен. В данной сфере даже неизвестные компании могут составить достойную конкуренцию компаниям с заработанным именем. Каждый деталь имеет определенные преимущества и недостатки.

Фланцевые крепежи подбираются в соответствии с такими нормами: ГОСТ 20700-75; ГОСТ 12816-80; ГОСТ 9064-75; ГОСТ 9066-75; ПБ 10-115-96; ПБ-03-75-94; ОСТ 26-2043-91; ОСТ 26-2037-96; ОСТ 26-2038-96; ОСТ 26-2039-96; ОСТ 26-2040-96; ОСТ 26-2041-96. существует и другая документация, которая контролирует допустимое применение крепежного элемента в зависимости от цели применения.

Фланцы, которые изготовлены в соответствии с правилами по ГОСТу, обеспечивают высокий уровень прочности и длительный срок эксплуатации даже при наличии сложных комбинаций. Это дает возможность использовать изделия в различных промышленных сферах.

Критерии подбора фланцев

Чтобы сделать правильный выбор в сторону определенного стального крепления, необходимо учитывать определенные факторы. Стальные изделия для труб могут быть плоские, воротниковые и т.д. Поэтому перед тем, как принять окончательное решение, нужно учитывать следующие параметры:

• температура и давление, при которых будет использоваться изделие;
• характерные особенности рабочей среды. Так, например, это может быть трубопровод для нефти или газа;
• внешняя среда.

Кроме данных факторов, подбор крепления предполагает учет иных аспекты. В первую очередь это марка стали, которая использовалась для производства крепежа. Как правило, в учет берутся самые популярные марки и на основании этого подбираются определенные рекомендации по комплектации:

1. Имеются определенные ограничения по выбору крепежного элемента для фланцевого соединения. При давлении до 25 кгс/см² возможна установка болта или шпильки. Свыше данного показателя использовать болт запрещено.
2. Для фланцев существует целый перечень материалов для комплектации. Так, например, если производство пары крепежа гайка-шпилька осуществляется из одинаковой марки, твердость должна быть больше на 20 единиц. В противном случае есть риск появления избыточного давления, что может вызвать неполадки. Изготовление шпильки посредством накатки резьбы предусматривает производство пары из материала в соответствии с ГОСТом 20700-75.

После того, как окончательный выбор фланца и материала прокладки сделан, подготавливается эскиз, разрабатывается конкретные размеры в соответствии с существующими нормативами.

При расчетах, нужно решить несколько задач: конструкция должна получиться надежной, герметичной и прочной.

Советы от мастеров

Есть несколько важных нюансов, которые необходимо учесть. Мы отобрали полезные рекомендации опытный мастеров. Рекомендации по работе с фланцами:

• Когда деталь имеет 4 отверстия, то затягивать соединения (к примеру, болты) следует накрест.
• Поверхностную часть стального крепежа нужно обязательно обезжиривать перед работой, заранее проверять на коррозию и ржавчину.
• Лучше используйте новые уплотнительные прокладки и размещайте кольцо строго в центре.
• При установке уплотнения в трубы убедитесь, что оно надежно закреплено и не повреждено. Легкая смазка способствует тому, что уплотнение ляжет в потай.
• Затягивать метиз следует с равномерной силой только так достигается надежность и герметичность фланцевого соединения.

Снять стальные фланцы можно, но это сделать вручную довольно сложно, поэтому часто используются пневматические инструменты. В компаниях для этого есть специальной станок, который поможет расточить или разжать метиз.

Заказать стальные товары любой категории можно в каталоге на нашем сайте. Стоимость в каталоге указана в руб за шт или метр. В ассортименте товаров вы найдете: хомуты, краны, металлическая труба, отводы, стальные кольца, фланцы (воротниковые, плоские и т.д.) и многие другие продукты из стали. Доставка осуществляется по всей территории РФ. При оптовом заказе предлагаем скидки в зависимости от объема партии. Узнать точную цену на опт можно у менеджеров.