ГОСТ 12828-67Фланцы с выступом или впадиной стальные плоские приварные на Рy от 1 до 25 кгс/см кв
Фланец представляет собой металлический диск (реже плоский квадрат) с несколькими сквозными отверстиями: в центре ‒ для прохода рабочей среды, по краям ‒ для шпилек или болтов. Деталь применяют в промышленности при прокладке трубопроводов для соединения труб, подключения к трубопроводным веткам задвижек, сосудов, резервуаров, фильтров и прочих элементов. Также используют в машиностроении для стыковки частей машин.
Детали поставляются попарно, поскольку пара фланцев с соответствующими геометрическими поверхностями (исполнениями) образует фланцевое соединение. Одну трубодеталь приваривают к одной трубе, вторую ‒ к другой. Между трубодеталями устанавливают прокладку (металлическую или неметаллическую), стягивают болты.
Форму геометрии поверхности фланца
определяет диаметр, температура транспортируемого потока, давление в системе. Государственные стандарты устанавливают 9 видов поверхности.
Фланцевое соединение выступ впадина
Разъемные соединения трубопроводов применяют при необходимости разборки трубопровода для ремонтных целей. К разъемным соединениям относятся соединения трубопроводов при помощи фланцев, соединительных гаек, резьбовое.
Фланцевые соединения – простые и довольно надежные, широко распространены при монтаже маслопроводов систем смазки и гидравлики.
В системах жидкой смазки и охлаждения широко применяют фланцы, изготовленные по ГОСТ 1255 – 67 (рис. 15, а), реже фланцы, изготовленные по ГОСТ 12830 – 67 (рис. 15, б). В качестве уплотнительного материала в данных соединениях трубопроводов обычно используют паронит или металлические прокладки из мягкой стали, иногда картон. Герметичность фланцевого соединения достигается за счет прокладки и тщательной обработки торцов фланцев, на которых не должно быть радиальных рисок, глубоких вмятин. Для создания необходимого усилия трения между прокладочным материалом и фланцем на уплотняемой поверхности фланца делают кольцевые канавки, которые заполняются прокладочным материалом во время его сжатия. В качестве прокладочного материала в таких соединениях обычно применяют паронит, картон или стальные зубчатые прокладки.
Рис. 15. Фланцевые соединения
А – соединение при помощи плоских приварных фланцев; б – соединение при помощи фланцев, приваренных встык; в — соединение типа «выступ впадина»; г – соединение типа «шип – паз»; д – соединение с линзовым уплотнением; е – прокладка из мягкой стали
Фланцевые соединения типа «выступ – впадина» и «шип – паз»
В системах гидравлики широко применяют фланцевые соединения типа «выступ – впадина» и «шип – паз» (рис. 15, в г). В качестве уплотнения в этих соединениях применяют обычно мягкую медь. Медные прокладки перед установкой подвергают рекристаллизационному отжигу при температуре 500 – 600° С с последующим охлаждением в воде. К недостаткам соединения типа «выступ – впадина» и «шип – паз» нужно отнести повышенную чувствительность к перекосам осей, соединяемых трубопроводов и недостаточную надежность при работе трубопровода с вибрацией.
Соединение с линзовой прокладкой
Надежную герметизацию трубопровода обеспечивает фланцевое соединение с линзовой прокладкой (рис. 15, д). Герметичность в этом соединении обеспечивается благодаря нажатию конических поверхностей торцов труб на сферическую поверхность прокладки. В этом случае по линии касания линзы с поверхностями труб возникает упругая деформация с образованием упругого пояса касания. По мере увеличения давления в трубопроводе диаметр линзы несколько увеличивается, что приводит к ее заклиниванию между торцами труб, а это увеличивает герметичность соединения. Соединение трубопроводов при помощи линзовой прокладки допускает многократную сборку и разборку соединения без замены линзы. К достоинствам этого соединения нужно отнести и то, что оно допускает некоторые перекосы осей соединяемых труб. Это соединение является самым надежным соединением при работе трубопровода в условиях повышенной вибрации.
При сборке фланцевых соединений применяют болты для трубопроводов с давлением среды, не превышающим 2,2 МПа. При давлении среды свыше 2,2 МПа применяют шпильки.
При ФЛАНЦЕВОМ СОЕДИНЕНИИ фланец корпуса арматуры и соответствующий фланец трубопровода (его называют ответным), между которыми установлена прокладка, стягиваются друг с другом при помощи крепежа – болтов или шпилек с гайками. Усилие затяжки должно быть достаточным для того, чтобы обжать прокладку и создать на контактных поверхностях фланцев удельные давления, необходимые для обеспечения герметичности соединения по отношению к внешней среде.
Конструкция фланца представляет собой, как правило, круглую пластину, в центре которой имеется отверстие с диаметром, близким к DN для прохода среды, а на периферии – отверстия для болтов или шпилек.
На кольцевой площадке между центральным отверстием и отверстиями для крепежа оформляется уплотнительная поверхность, конструкция и размеры которой зависят от типа применяемой прокладки, а также от PN и DN арматуры.
Фланцы, стягиваемые четырьмя болтами или шпильками, на давление не выше 4 МПа могут выполняться квадратными с такими же размерами уплотнительных поверхностей (и, кстати, с такой же прочностью), как и для круглых фланцев.
Описанная конструкция (при правильном её монтаже) создает на обеих присоединительных концах корпуса арматуры прочное и надёжное соединение её с трубопроводом. Арматуру, присоединяемую к трубопроводу при помощи фланцев, называют ФЛАНЦЕВОЙ АРМАТУРОЙ.
Здесь следует заметить, что существуют некоторые конструктивные исполнения шаровых кранов, обратных и дисковых затворов, которые устанавливаются между фланцами трубопровода, хотя сами фланцев для присоединения не имеют.
На торцах корпуса такой арматуры оформляются уплотнительные поверхности для установки прокладок. Корпус вместе с прокладками зажимается двумя фланцами трубопровода при помощи длинных шпилек с гайками, которые располагаются вокруг корпуса арматуры. Такую арматуру называют БЕСФЛАНЦЕВОЙ, СТЯЖНОЙ ИЛИ «ВАФЕЛЬНОЙ».
Она дает существенную экономию металла при изготовлении корпусов. Но это возможно лишь при малых габаритных размерах вдоль оси трубопровода и соответствующей конструкции корпуса, близкой по форме к телу вращения.
Фланцы арматуры имеют несколько различных конструктивных исполнений уплотнительных поверхностей. Это связано с различными видами применяемых прокладок и с различными конструкциями соединений фланца арматуры с ответным фланцем. Для обеспечения герметичности фланцевого соединения арматура – трубопровод применяются прокладки плоские и фасонного сечения. Плоская прокладка представляет собой кольцо, как правило, вырезанное из листового уплотнительного материала (паронит, фторопласт, картон и др.).
В некоторых случаях применяются также прокладки асбометаллические, в которых мягкая сердцевина помещена в металлическую оболочку.
К прокладкам фасонного сечения относят прокладки из металла ОВАЛЬНЫЕ (сечение в виде овала) и ЛИНЗОВЫЕ (сечение чечевидной формы). Контакт таких прокладок с уплотнительными поверхностями фланцев осуществляется по очень узкому кольцу, что позволяет создать большие удельные давления для обеспечения надежной герметичности соединения. Поэтому такие прокладки при высоких давлениях заслуживают предпочтение по сравнению с прокладками плоскими.
Самые простые по конструкции и изготовлению фланцы – с плоской (без специальной выточки) привалочной поверхностью (её часто называют «зеркало»). Плоская прокладка устанавливается между поверхностями фланцев, образуя так называемое незащищенное соединение. Такое фланцевое соединение применяют обычно при давлениях не более 2,5 МПа.
В арматуре, внутренние поверхности которой имеют защитное покрытие – футеровку из резины, фторопласта, полиэтилена (кроме эмали!), футеровка заходит и на уплотнительные поверхности фланцев, выполняя роль прокладок.
Для арматуры холодильных установок (рабочая среда – аммиак, хладоны с PN 2,5 МПа) и другой арматуры при давлениях от 4 МПа и выше предпочтительнее ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЗАЩИЩЕННОГО ТИПА.
Во фланце арматуры вокруг проходного отверстия выполняется выточка, а во фланце трубопровода – соответствующий выступ. Такое соединение называется «ВЫСТУП – ВПАДИНА» (или, как говорят монтажники, «папа-мама»). Прокладка помещается в выточке – впадине и после прижатия выступом оказывается защищенной от выдавливания замком по внешней стороне. В таком соединении могут использоваться прокладки не только из листового материала, но и металлические с мягким наполнителем.
Заметим, что иногда выступ делается на фланце арматуры, а впадина на фланце трубопровода. Это допускается стандартом и на характер соединения не влияет.
Для условий эксплуатации с более ответственными требованиями применяют соединения, где на фланце арматуры имеется кольцевой паз, а на ответном фланце – соответствующий кольцевой выступ (шип). Такое соединение называют «ШИП-ПАЗ». Прокладка укладывается в паз, зажимается шипом и оказывается защищенной замком как по внешней, так и по внутренней сторонам. Такой тип соединения позволяет, использовать также прокладки из фторопласта.
Для высоких давлений (начиная от 6,3 МПа) находят применение фланцевые соединения, в которых устанавливаются металлические ПРОКЛАДКИ ЛИНЗОВЫЕ («линзы») или ПРОКЛАДКИ ОВАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ. При этом под линзовую прокладку на кромке выходного отверстия фланца делается конус, а под прокладку овального сечения – кольцевая канавка соответствующего профиля.
Фланец и фланцевое соединение в трубопроводной арматуре
В соответствии с «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» фланцем называют элемент арматуры, служащий для ее соединения с трубопроводом или технологическим оборудованием. В большинстве случаев фланцы изготавливают в виде плоского кольца с уплотнительной поверхностью и отверстиями для крепежных деталей.
В этом же нормативном документе говорится об основных разновидностях фланцев: фланец плоский, фланец приварной встык (воротниковый), фланец резьбовой.
Фланцевая арматура
Снаряженная фланцами трубопроводная арматура носит название фланцевой арматуры, а патрубок, обеспечивающий фланцевое присоединение к трубопроводу, называется фланцевым патрубком.
Несмотря на то, что каждый из способов присоединения трубопроводной арматуры тяготеет к своему наиболее предпочтительному сочетанию условий (номинальные параметры арматуры, материалы, из которых она изготовлена, свойства рабочей среды и др.), «сферы интересов» разных типов присоединений могут пересекаться. В этом случае появляется повод говорить о технологической конкуренции различных присоединений трубопроводной арматуры. Так, например, при проектировании и сооружении трубопроводных систем для транспортировки сжиженного природного газа (СПГ) фланцевой арматуре напрямую «противостоит» приварная арматура.
Как любое другое, фланцевое соединение арматуры, наряду с безусловными преимуществами, имеет не самые сильные стороны. Но в случае фланцевой арматуры баланс между ними все-таки чаще складывается в пользу «плюсов», и именно на фланцевых соединениях останавливают свой выбор проектировщики трубопроводных систем. Это наглядно подтверждается высоким удельным весом фланцевой арматуры среди других разновидностей арматуры по присоединению к трубопроводу.
Герметичность фланцевого соединения
Важнейшее требование к любому соединению трубопроводной арматуры ─ герметичность. Разгерметизация фланцевых соединений происходит не в силу присущих им объективных недостатков, а из-за факторов сугубо субъективных ─ несвоевременного или недостаточного обслуживания. Чтобы гарантированно поддерживать герметичность на высоком уровне, необходимо периодически подтягивать фиксирующий соединение фланцев крепеж. И, конечно, не забывать менять прокладки между фланцами.
Достоинства фланцевого соединения ─ прочность, надежность, возможность многократного монтажа и демонтажа и использования в широком температурном диапазоне. Фланцам подвластны фактически любые диаметры арматуры, что убедительно доказывает опыт ведущих отечественных и зарубежных производителей. Например, компания АРМАТЭК из Санкт-Петербурга поставляет ответные фланцы к трубопроводной арматуре диаметром от10 до 1800 миллиметров.
Фланцы и ГОСТ
Впечатляющее разнообразие фланцев не превращается в хаос, напротив, оно структурировано и упорядоченно. Стандартизованы конструкции, варианты исполнения, типоразмеры фланцев, а также общие технические требования к ним, применяемые для их изготовления материалы, способы закрепления.
В настоящее время действует национальный стандарт РФ «ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250. Конструкция, размеры и общие технические требования», который заменил ранее применяемые ГОСТы:
- ГОСТ 12815-80. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей;
- ГОСТ 12816-80. Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Общие технические требования;
- ГОСТ 12817-80. Фланцы литые из серого чугуна на Ру от 0,1 до 1,6 МПа (от 1 до 16 кгс/см2). Конструкция и размеры;
- ГОСТ 12818-80. Фланцы литые из ковкого чугуна на Ру от 1,6 до 4,0 МПа (от 16 до 40 кгс/см2). Конструкция и размеры;
- ГОСТ 12819-80. Фланцы литые стальные на Ру от 1,6 до 20,0 МПа (от 16 до 200 кгс/см2). Конструкция и размеры;
- ГОСТ 12820-80. Фланцы стальные плоские приварные на Pу от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры;
- ГОСТ 12821-80. Фланцы стальные приварные встык на Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2). Конструкция и размеры;
- ГОСТ 12822-80. Фланцы стальные свободные на приварном кольце на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры.
Типы фланцев
В ГОСТ 33259-2015 выделено шесть типов фланцев. Наименования первых четырех начинаются одинаково ─ со слов «фланец стальной плоский». Это тип 01 ─ фланец стальной плоский приварной, тип 02 ─ фланец стальной плоский свободный на приварном кольце, тип 03 ─ фланец стальной плоский свободный на отбортовке, тип 04 ─ фланец стальной плоский свободный на хомуте под приварку. Остальные ─ тип 11 ─ фланец стальной приварной встык и тип 21 ─ фланец корпуса арматуры, т. е. когда фланец является частью корпуса арматуры. Фланцы корпуса арматуры могут быть литыми стальными и литыми из чугуна ─ серого или ковкого.
Фланцы стальные плоские приварные «нанизываются» на трубу и привариваются непосредственно к ней.
Особенность свободных фланцев ─ диаметр их внутреннего отверстия больше, чем наружный диаметр трубы, и они легко проворачиваются на трубе, что существенно облегчает проведение монтажа.
Фланец стальной плоский свободный на приварном кольце помимо самого фланца включает кольцо, совпадающее с фланцем по величине условного диаметра. С помощью сварки фиксируется только кольцо, тогда как сам фланец остается свободным. Это полезно при монтаже фланцевых соединений в неудобных или труднодоступных местах, а также при необходимости их частого демонтажа и ремонтов.
Для использования фланцев стальных плоских свободных на отбортовке необходима подготовка конца трубы. Его видоизменяют для образования плоской упорной поверхности. Такие фланцы оптимальны на трубопроводах, выполненных из цветных металлов.
При монтаже фланцев стальных плоских свободных на хомуте под приварку вместо замкнутого кольца используют хомут.
Фланец стальной приварной встык присоединяется одним сварным швом, соединяющим встык торец трубы и «воротник» фланца (поэтому такие фланцы называют воротниковыми). Внутренний диаметр воротникового фланца равен диаметру трубы.
В соответствии с ГОСТ 33259-2015 для типов 01, 02, 11 и 21 существуют два ряда размеров. Ряд 1 является предпочтительным.
Исполнение уплотнительной поверхности
Важнейшим конструктивным параметром любого фланца является исполнение уплотнительной поверхности. В соответствии с вступающим в действие с 01.04.2016 г. ГОСТ 33259-2015 приняты десять исполнений с детальным указанием их размеров:
- исполнение A ─ плоскость;
- исполнение B ─ соединительный выступ (соответствует исполнению 1 здесь и далее ─ в соответствии с ГОСТ 12815-80);
- исполнение C, L ─ шип (соответствует исполнениям 4 и 8);
- исполнение D, M ─ паз (соответствует исполнениям 5 и 9);
- исполнение E ─ выступ (соответствует исполнению 2);
- исполнение F ─ впадина (соответствует исполнению 3);
- исполнение J ─ под прокладку овального сечения (соответствует исполнению 7);
- исполнение K ─ под линзовую прокладку (соответствует исполнениям 6 и 8).
Исполнения C, L и E допускается применять только по требованию заказчика.
Из всех форм фланцев…
…оптимальной является круглая. Фланцы другой формы встречаются гораздо реже.
Хотя нормативы допускают изготовление квадратных фланцев всех исполнений за исключением фланцев размерного ряда 2, имеющих четыре отверстия под шпильки (болты) на номинальное давление не более PN 40.
Кстати, в отверстиях фланцев под крепежные детали допускается нарезка резьбы.
Материалы и технология изготовления фланцев
Для изготовления стальных и чугунных фланцев используются:
- сталь ─ углеродистая, низколегированная, теплоустойчивая, коррозионно-стойкая;
- литье ─ из легированной, высоколегированной и нелегированной стали;
- серый чугун ─ СЧ 15, СЧ 20;
- ковкий чугун ─ КЧ 30-6;
- высокопрочный чугун ─ ВЧ 40, ВЧ 45.
Технология изготовления фланцев должна обеспечивать неукоснительное соблюдение их геометрических размеров и механических свойств.
Фланцы типов 01, 02, 03, 04 допустимо изготавливать из листового проката. При условии выполнения сварных швов с полным проваром по всему сечению фланцы этих типов можно выполнять сварными. Фланцы типа 11 (стальные приварные встык) изготавливать из листового проката не допускается. Их производят из поковок или штампованных заготовок.
Фланцы, изготовленные горячей обработкой металлов давлением ─ ковкой, прокаткой, штамповкой, ─ в максимально полной степени соответствуют современным требованиям эксплуатации. Особенно хорошие результаты приносит изготовление фланцев с использованием горячей штамповки и последующей термической обработкой. Горячештампованные поковки на сегодняшний день являются основным видом заготовок для фланцев трубопроводной арматуры. Особенно эта технология актуальна при изготовлении фланцев стальных приварных встык.
Будучи в меньшей степени подверженными деформациям, чугунные фланцы лучше стальных фланцев сохраняют форму, но требуют более бережного обращения, учитывая относительную хрупкость. Так, затяжку фланцевых соединений чугунной арматуры необходимо выполнять с осторожностью, чтобы излишнее рвение не привело к излому фланца.
Крепежные детали
Роль крепежа во фланцевых соединениях нельзя недооценивать. Болтам или шпилькам приходится «держать удар» механических нагрузок, стремящихся разорвать соединение. Крепежные детали (болты, шпильки, гайки) обычно изготавливают из того же или близкого по свойствам материала, что и сами фланцы. Избегая значительной разницы коэффициентов линейного расширения, удается обеспечить важную в процессе эксплуатации синхронность реакции фланца и крепежных деталей на изменения температуры.
Отверстия под крепежные детали во фланцах трубопроводной арматуры должны быть расположены симметрично по отношению к обеим ─ вертикальной и горизонтальной ─ главным осям. Но только не на них самих.
Чтобы сберечь время, затрачиваемое на подбор, и сократить расходы на доставку необходимого крепежа, его удобно заказать в комплекте с фланцами в одной компании. Это, кроме того, послужит гарантией их полной совместимости. Такую возможность получают заказчики, обратившиеся в компанию АРМАТЭК. Здесь также помогут укомплектовать фланцы межфланцевыми прокладками из различных материалов. Ведь от их свойств и качеств в значительной степени зависит герметичность фланцевого соединения.
Прокладки фланцевых соединений
Материал прокладки должен соответствовать условиям ее эксплуатации с учетом параметров (давление, состав, температура) рабочей и окружающей среды.
Подвижное или неподвижное уплотнение фланцевых разъемов обеспечивают различными материалами: резиной, паронитом, легкоплавким уплотнителем и др. Фланцы плоские герметизируют, применяя мягкие металлические или гофрированные прокладки с мягкой набивкой.
Для исполнений фланцев A, B, C, D, E и F допустимо использование широкого перечня прокладок: металлических (в т. ч. зубчатых), металлографитовых на основе терморасширяющегося графита (ТРГ), спирально-навитых (СНП), эластичных (они особенно востребованы для чугунных фланцев). Если речь идет о вредных веществах 1, 2 или 3 классов опасности или пожаро-взрывоопасных веществах, для фланцев с исполнением уплотнительных поверхностей A и B следует использовать волновые прокладки ТРГ с упругим вторичным уплотнением, а прокладки СНП снаряжать двумя ограничительными кольцами.
Фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений K и J применяют с линзовыми прокладками, а также прокладками овального и восьмиугольного сечения. А фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений L и M ─ с прокладками на основе фторопласта-4.
Важный параметр фланцевого соединения трубопроводной арматуры ─ усилие сжатия прокладки, величина которого измеряется в сотнях кН.
Размеры прокладки должны обеспечивать собираемость фланцевого соединения с учетом размеров исполнений уплотнительных поверхностей фланцев, а конструкция ─ центрирование прокладки при сборке, предотвращая возможность выдавливания. Лучшую фиксацию прокладки могут обеспечить отдельные элементы конструкции фланца. Например, паз под прокладку и шип в ответном фланце образуют своего рода замок, защищающий прокладку и тем самым повышающий надежность соединения.
Обозначение фланцев
Рекомендуемая новым ГОСТ 33259-2015 маркировка фланцев несколько отлична от установленной в ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 12822-80.
Для удобства и возможности сравнения «старый» и «новый» порядок маркировки сведен в небольшую таблицу.
Фланцы
Обозначение согласно ГОСТ 12820-80-ГОСТ 12822-80
Обозначение согласно ГОСТ 33259-2015
Фланцы стальные плоские приварные
Фланец X1-X2-X3-X4 ГОСТ 12820-80, где:
X1 ─ исполнение уплотнительной поверхности по ГОСТ 1285-80;
X2 ─ номинальный диаметр;
X3 ─ номинальное давление;
X4 ─ марка материала.
Фланец X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7 ГОСТ 33259
X1 ─ номинальный диаметр
X2 ─ номинальное давление
X3 ─ номер типа фланца
X4 ─ номер размерного ряда (1 или 2)
X5 ─ исполнение уплотнительной поверхности
X6 ─ марка материала
X7─ группа контроля
Фланцы стальные приварные встык
Фланец X1-X2-X3-X4 ГОСТ 12821-80
X1 ─ исполнение уплотнительной поверхности по ГОСТ 1285-80
X2 ─ номинальный диаметр
X3 ─ номинальное давление
X4 ─ марка материала
Фланцы стальные плоские свободные на приварном кольце
Фланец X1-X2-X3 ГОСТ 12822-80
X1 ─ номинальный диаметр
X2 ─ номинальное давление
X3 ─ марка материала
Кольцо X1-X2-X3-X4 ГОСТ 12822-80
X1 ─ исполнение уплотнительной поверхности по ГОСТ 1285-80
X2 ─ номинальный диаметр
X3 ─ номинальное давление
X4 ─ марка материала
Фланец X1-X2-X3-X4-X5-X6 ГОСТ 33259
X1 ─ номинальный диаметр
X2 ─ номинальное давление
X3 ─ номер типа фланца
X4 ─ номер размерного ряда (1 или 2)
X5 ─ марка материала
X6 ─ группа контроля
Кольцо X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7 ГОСТ 33259
X1 ─ номинальный диаметр
X2 ─ номинальное давление
X3 ─ номер типа фланца
X4 ─ номер размерного ряда (1 или 2)
X5 ─ исполнение уплотнительной поверхности
X6 ─ марка материала
X7─ группа контроля
Изменения можно сравнить на нескольких конкретных примерах.
Обозначение согласно ГОСТ 12820-80-ГОСТ 12822-80
Обозначение согласно ГОСТ 33259-2015
Фланец 1-50-10 Ст 25 ГОСТ 12820-80
Фланец 50-10-01-1-В-Ст 25-III ГОСТ 33259
Фланец 9-50-10Ф Ст 25 ГОСТ 12821-80
Фланец 50-10-01-1-М-Ст 25-IV ГОСТ 33259
Фланец 3-50-100 Ст 25 ГОСТ 12821-80
Фланец 50-100-11-1-F-Ст 25-IV ГОСТ 33259
Фланец 5-50-100 Ст 25 ГОСТ 12821-80
Фланец 50-100-11-1-D-Ст 25-IV ГОСТ 33259
Фланец 50-10 Ст 25 ГОСТ 12822-80
Кольцо 5-50-10Ф ГОСТ 12822-80
Фланец 50-10-02-1-Ст 25-IV ГОСТ 33259
Кольцо 50-10-02-1-L-Ст 25-IV ГОСТ 33259
Фланцевая арматура занимает важное место среди других разновидностей арматуры по присоединению к трубопроводу, а фланцы различных типов и размеров продолжают оставаться чрезвычайно распространенным элементом огромного числа технологических систем, одним из наиболее распространенных способов монтажа трубопроводной арматуры.
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.
Источник https://remmachserp.ru/montazh/ispolnenie-flancev.html
Источник https://armatek.ru/tehnicheskaya_informaciya/truboprovodnaya_armatura/flanec_i_flancevoe_soedinenie_v_truboprovodnoj_armature/
Источник https://stroy-podskazka.ru/flanec/vidy/
