Шпильки для фланцевых соединений

Герметичность фланцев: болты и шпильки для надежного соединения

Чтобы добиться качественной работы технологической линии трубопровода под давлением, необходимо сделать упор на формировании герметичности разъемных соединений. Нарушение этого принципа приводит к риску загрязнения окружающей среды, возможности протечек токсичных рабочих сред и серьезным аварийным последствиям. В качестве основных крепежных деталей, для стяжки фланцевого соединения, используют болты или шпильки. Какие нормативные документы регламентируют работу крепежа? Какие есть особенности и различия между шпильками и болтами? Обо всем разберем подробнее ниже.

Что такое болт?

Болт с шестигранной головкой по ГОСТ 7798-70 класс прочности В. Резьба полная, шаг резьбы основной. Диаметр резьбы возможен от 6 до 48 мм. Такие болты удобно монтировать, поскольку к ним есть доступ сверху и сбоку. Как правило, используются в комплекте с гайками. Применяются в местах трубопровода с возможностью демонтажа соединения.

Технические характеристики болтов по ГОСТ 7798-70

• Исполнения болтов: М, 2М,3М, 4М
• Диаметр резьбы d : М16, М24б М36 и т.д.
• Размер под ключ или расстояние между двумя параллельно лежащими гранями: S18
• Шаг резьбы или расстояние между двух витков профиля: крупный и мелкий
• Класс прочности обозначается двумя цифрами через точку. Утвержденный прочностной ряд из углеродистых сталей содержит 11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9
• Поле допуска резьбы: 6g

Таблица 1. Класс прочности для болтов: соотношение с маркой стали

Расшифровка обозначения в маркировке болтов

➤ Болт M12-6gx60.58 (S18) ГОСТ 7798-70

• Исполнение 1
• Диаметр резьбы d =12мм
• Длина, l=60мм
• Размер под ключ S18
• Крупный шаг резьбы с полем допуска 6g
• Класс прочности 5.8

➤ Болт 2М12х1,25-6gx60.109.40Х.016 ГОСТ 7798-70

• Исполнение 2
• Диаметр резьбы d =12мм
• Длина, l=60мм
• Размер под ключ S18
• Мелкий шаг резьбы с полем допуска 6g
• Класс прочности 10.9
• Сталь 40Х

Для удобства использования, ниже приведена таблица поля допуска резьбы, которая упоминается в разделах статьи.

Таблица 2. Расшифровка поля допуска резьбы для болтов и шпилек

Что такое шпилька?

Различают пять типов метизов: от А до Д. Для фланцевых соединений берутся наиболее распространенный вариант шпильки типа А. Шпильки 4 и 5 типов предназначены для затягивания в разогретом виде, а с 1 по 3 монтируются в холодном виде. Основные различия типов сосредоточены не только на функциональных особенностях, но и допустимой температуре металла от 300-ти до 650-ти градусов Цельсия.

Технические характеристики шпилек по ГОСТ 9066-75

Формы исполнений :

• Тип А-шпилька сплошная с ном. D резьбы = ном D гладкой части,
• Тип Б-шпилька сплошная ном. D резьбы> ном D гладкой части, применяемая для фланцевых соединений с температурой металла, свыше 300 градусов,
• Тип В-шпилька с осевым отверстием по всей длине, с ном. D резьбы > ном D гладкой части, и выступом четырехгранным «под ключ», затягиваемая с нагревом,
• Тип Г-шпилька с осевым отверстием по всей длине, ном. D резьбы > ном D гладкой части, и цилиндрическим выступом на ввинчиваемом конце, затягиваемая с нагревом,
• Тип Д-шпилька с осевым отверстием по всей длине, ном. D резьбы > ном D гладкой части, затягиваемая с нагревом.
• Тип Д: Исполнение 1
• Тип Д: Исполнение 2

• Диаметр резьбы d: М16, М24б М36 и т.д.
• Длина шпильки или расстояние от одного конца резьбового стержня до другого: вся длина изделия. Шпильки с ввинчиваемым концом имеют два различных по длине резьбовых конца. Один конец – ввинчиваемый, резьба данного конца короче, второй конец – гаечный, резьба данного конца длиннее.
• Длина резьбового конца (длинный резьбовой конец)
• Длина ввинчиваемого конца (короткий резьбовой конец)
• Шаг резьбы : крупный и мелкий
• Поле допуска резьбы: 6g

Расшифровка обозначения в маркировке шпилек

➤ Шпилька АМ48-6gx200.90.ЭП182.IV.2 ГОСТ 9066-75

• Тип А
• 1-е исполнение
• Диаметр резьбы 48 мм
• Крупный шаг резьбы 5 мм
• Поле допуска 6g
• Длина шпильки 200 мм
• Длина резьбового конца 90
• Марка стали ЭП182, категории IV, группы качества 2,
• Без покрытия

➤ Шпилька 2 АМ16х1,5-х120.109.40Х.026ГОСТ9066-75

• Тип А
• 2-е исполнение
• Диаметр резьбы 16 мм
• Мелкий шаг резьбы-1,5мм
• Поле допуска 6g
• Длина шпильки 120 мм
• Класс прочности 10.9.
• Марка стали40Х,
• Покрытие 02, толщиной 6мкм

Допустимо ли использование болтов вместо шпилек? Во фланцевом соединении допускается использование болтов и шпилек на давление до PN 25 кгс/см². При давлении свыше 25 — использование болтов недопустимо. Для соединения фланцев при температуре выше 300°С и ниже минус 40°С независимо от давления следует применять шпильки. Шпильки считаются более предпочтительными для фланцевых соединений.

Крепеж подбирается под конкретное фланцевое соединение, поэтому важно учитывать такие параметры, как:

• Рабочее давление. Чем выше давление в системе, тем с более высокими показаниями по прочности нужно подбирать крепеж.
• Рабочая температура . Выбор марки стали для крепежа напрямую зависит от предполагаемой температуры среды в трубопроводе.
• Внутренняя среда . Внутренняя среда может быть как агрессивной, так и неагрессивной. Этот параметр влияет на марку стали метизов.
• Внешняя среда. При необходимости, на крепежные изделия наносят специальные покрытия для защиты от воздействий окружающей среды. Например, оцинкование гальваническим или термодиффузионным методом.

Полезное чтение

➥ 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

Материал подготовлен совместно с Мягковой Марией — руководителем отдела закупок «ОНИКС»; Осколкова Анастасия, контент-менеджер «ОНИКС»

Шпильки для фланцевых соединений

Фланцы являются соединительными элементами, которые присутствуют в большинстве трубопроводных конструкций. Для того чтобы эти детали надежно зафиксировать, используются шпильки. Они обеспечивают не только прочность, но и герметичность трубопровода. Качество шпилек регламентируется принятыми государственными стандартами.

Характеристика

Под шпилькой понимается аксессуар, выполненный в форме стержня. Центральная часть имеет гладкую поверхность, а с обеих сторон нанесена резьба. Шпильки являются ведущим крепежным элементом, который используется при фланцевых соединениях.

Основными характеристиками, которыми обладают шпильки, являются:

• прочность;
• устойчивость к образованию коррозий;
• хорошее качество резьбы.

За счет этих качеств обеспечиваются герметичность и надежность каждого соединения. Несмотря на небольшой размер шпилек, именно они играют огромную роль в качественном исполнении всей конструкции.

Размеры

Если обратиться к государственному стандарту №9066-75, то можно понять, что шпильки делятся на две большие категории.

• Тип А. Эти изделия характеризуются тем, что по диаметру резьбовая и гладкая части стержня являются идентичными.
• Тип Б. Здесь диаметр гладкой части меньше, чем резьбовой.

Также шпильки обоих типов разделяются по длине резьбовой части. Так, этот показатель может равняться гладкой части или быть больше на несколько миллиметров.

Наиболее распространенным вариантом являются шпильки типа М16. Все они разделяются между собой по диаметру и, соответственно, по весу. Наглядно эти параметры представлены в таблице на рисунке.

Производство

Шпильки изготавливаются из прочных металлов. Наиболее распространенной является углеродистая и нержавеющая сталь. Изначально имеется стержневая заготовка. На производстве от нее отделяется отрезок необходимой длины. При помощи станка с обоих концов заготовки наносится резьба. Существует два основных способа нанесения:

• нарезка: в этом случае используется токарный станок с резцом;
• накатка: применяется накатный станок, оснащенный специальными роликами.

В любом из способов качество шпилек регламентируется ГОСТом 9066-75. Но накатка имеет преимущества: безотходный способ производства и низкая себестоимость изделий.

Ведущими странами-производителями являются Россия и Китай. Отечественные изделия должны соответствовать требованиям государственных стандартов. Также на каждой детали должна быть проставлена соответствующая маркировка, в которой зашифрован тип стали, а также габариты самой шпильки.

Правила выбора

Для того чтобы шпильки надежно скрепляли фланцы с основной конструкцией, необходимо их правильно выбрать и установить. При покупке аксессуаров необходимо обращать внимание на следующие факторы.

• Страна-производитель. Российские изделия качественней, но дороже. Китайские имеют более демократичные цены, но не всегда соответствуют требованиям. Китайские производители ориентируются не на ГОСТ, а на DIN, и это тоже следует учитывать.
• Затяжки должны соответствовать размеру. На фланцах имеются специальные отверстия. Их диаметр должен подходить под диаметр самих соединений.
• Подбор нужно осуществлять в зависимости от того, в каких условиях будут использоваться шпильки. Если это агрессивная среда, то лучше выбрать изделия из легированной стали.

Для трубопроводов идеальным вариантом станут аксессуары, на которые было нанесено дополнительное антикоррозийное покрытие.

Крепежные элементы продаются как поштучно, так и в упаковках. Количество в каждой из них определяется нормами, установленными на конкретном производстве. Примечательно, что по стоимости гораздо выгоднее покупать упаковками или на вес. Если говорить о стоимости, то в среднем она составляет 80 рублей за один килограмм. Но это лишь пример, поскольку точная стоимость зависит от параметров, которыми обладает аксессуар: размер, покрытие, тип стали.

Таблица крепежа фланцев

Примечание 1. Существуют определенные ограничения по выбору типа крепежа для фланцевого соединения. При давлении до 25 кгс/см2 Вы можете заказать как болт, так и шпильку. При давлении же свыше 25 кгс/см2 , согласно ГОСТ 12816-80, применение болтов не допускается.

С помощью этой таблицы вы быстро сможете подобрать крепеж к соединениям фланцев по ГОСТ

Так же приведены данные о длине болтов/шпилек.

Устал крутить гайки? Переходи на БРС!

Таблица для расчетов размера и количества крепежа фланцев

Шпильки для фланцевых соединений с температурой среды от 0 до 650°C (ГОСТ 9066-75)

Шпильки односторонние и двусторонние предназначены для фланцевых соединений паровых и газовых турбин, паровых котлов, трубопроводов и соединительных частей, арматуры, приборов, аппаратов и резервуаров с температурой среды от 0 до 650 0 С, производятся по ГОСТ 9066-75.

Шпильки производятся следующих типов:

Тип А

Исполнение 1 Исполнение 2

Шпилька сплошная с одинаковыми номинальными диаметрами резьбы и гладкой части применяется для фланцевых соединений трубопроводов паровых котлов, паровых и газовых турбин, арматуры, приборов и резервуаров с температурой металла менее или равной 3000С.

Источник https://onyxspb.ru/service/articles/germetichnost-flantsev-bolty-i-shpilki-dlya-nadezhnogo-soedineniya/

Источник https://stroy-podskazka.ru/flanec/shpilki-dlya-soedinenij/

Источник https://po-almash.ru/articles/baza-znaniy/tablitsa-krepezha-flantsev/