У дома
Тръбопровод
Монтаж на фланцови връзки на стоманени тръбопроводи. Видове и видове фланци

Монтаж на фланцови връзки на стоманени тръбопроводи. Видове и видове фланци

Фланецът е монтажна връзка под формата на пръстен с различна дебелина; неговите стандарти се контролират от GOST. Тази подробност се прилага по време на монтажни работитръбопроводи и закрепване на специално оборудване. С помощта на фланци се свързват всички възли и възли, разположени в цялата система на багажника.

Елементът на тръбопровода, използван при монтажа на отделни секции и оборудване към всяка система за съхранение, се нарича фланец. Може да се припише на спомагателни фитинги, тъй като е свързваща част между тръбите.

С помощта на фланци се свързват всички възли и възли, разположени в цялата система на багажника. Използват се като контролна връзка за свързване на помпи и друга автоматизация. Фланецът е монтажна връзка под формата на пръстен с различна дебелина; неговите стандарти се контролират от GOST.

Тази част се използва при монтаж на тръбопроводи и закрепване на специално оборудване, което се използва в много специални области. Производството на фланци идва от тези материали, които позволяват използването им в предвидената среда.

Характеристики на стоманените продукти

Разграничаването и тяхното маркиране става според дизайн. Сред много страни, включително Руската федерация, 3 стандарта за фланци са много популярни:

  1. Плоски заварени, с GOST - 12 820-80.
  2. Заварен приклад - GOST който 12 821-80.
  3. Безплатно, поставено върху заварен пръстен, притежаващ GOST 12 822-80.

Този GOST се прилага за всички видове фланци и техните аксесоари. Освен това стандартите се прилагат за свързващите елементи на устройства, машини, резервоари, дюзи, както и температурен режими условно налягане.


В допълнение, фланците могат да бъдат проектирани за свързване на работа по монтажа на оборудване и тръбни потоци.

В момента на съединяването така наречените плоски фланци се поставят върху свързващата част на тръбата и се заваряват към системата с два шева. В това изпълнение тръбният фланец може да има само 1 заварка. GOST на свободния фланец се състои от две части: пръстен и самия продукт.

Два свързващи елемента се монтират лесно. Пръстенът е заварен към основата, а самият фланец има възможност да се движи свободно за бързо свързване с него с помощта на болтове. Такова закрепване се извършва в слаби достъпни местаи с чести ремонтни работифланцови връзки.

Разновидности и характеристики

Сред многото разновидности има такива модели фланци:

  1. стомана.Този модел има предварително нарязани резби на гърлото на фланеца. Използването им е ограничено. Инсталирайте такива модели на тръбопроводи с ниско налягане. Те са изпълнени и със санитарни системи, за които се използват газопроводи. Невъзможно е да се направи без стоманени връзки по време на монтажа на отоплителни и водопроводни системи.
  2. Заварени фланци от стомана.Те могат да бъдат разделени на квадратни и кръгли проби. По-икономични са кръглите фланци. Производството на такива съединения изисква малък набор от материали. Кръглите фланци са по-рядко срещани на практика, по-скоро поради закрепването, състоящо се от четири болта. По-широко използвани модели са квадратни модели с периферно закопчаване.
  3. Фланци на яката.Тръбопроводите с високо и средно налягане са основното място на тяхното приложение. Легирана стомана за такива фланци е основният материал, използван за тяхното производство. Този вид свързващи части е от полза по време на монтажни работи.
  4. Разхлабени фланци.Тази версия на продукта има рамо на заварения пръстен и се използва за фланцови тръби. Особеното значение на този модел се проявява по време на връзката неръждаеми тръби. Заготовките от цветни метали са добре свързани с помощта на свободни фланци.


Видове фланци

Много видове продукти намират своето приложение в петролната индустрия. Най-често срещаните видове фланци:

  • през;
  • с резба;
  • въртящ се;
  • щепсел.

Всички изброени фланци имат собствена тествана повърхност, с изключение на модела със свободно въртене. Невъзможно е да се изгубят от поглед такива детайли, които имат специално предназначение. Те включват следните имена:

  • удължен;
  • преходен;
  • заварени;
  • с рамо;
  • тапи за дискове;
  • пръстени.

За свързване на азбесто-циментови, стоманени и чугунени продукти се използва крипващ фланец, който чрез фиксирането си осигурява отлично уплътняване на системата. Фланецът се характеризира с наличието на гумена втулка и дължината на фитинга, което осигурява уплътняването на 2 камери и разпределението на силите, насочени към края на тръбопровода. Такъв фланец на тръбата гарантира, че херметичната връзка ще бъде безупречна.

Материални ресурси

За производството на фланци се използват голямо разнообразие от материали. Често срещан източник за тяхното производство е въглеродната стомана. Отвътре фланеца може да има неидентично покритие, но различно от използвания ресурс. Такива продукти се наричат ​​облицовани фланци.

Избирайки вида на продукта, ние определяме необходимия материал за него. Обикновено производството на крепежни елементи зависи от материала на самата тръба. От начина, по който измислихме формата и подготвихме повърхността, ще стане ясно къде да поставим уплътнителния пръстен и уплътнението.

Свързващ монтаж

Свързващите части са:

  • крепежни елементи;
  • различни уплътнения;
  • фланец.

Свързването на тръбопроводи чрез фланци се счита за изгодно и удобно изобретение.


Днес инсталирането на такива крепежни елементи е в голямо търсене. Има огромен брой аспекти по време на избора на връзки. Този въпрос се решава най-добре от опитен специалист.

болтове

За да свържете фланците, е необходимо да подготвите болтове. Тяхното присъствие трябва да се определи от броя на отворите в тези заготовки, а размерите и необходимия диаметър на болтовете трябва да се определят, като се вземат предвид частите, участващи за тяхното закрепване, и налягането, което е в линията.

Сред крепежните елементи могат да се използват шпилки, които са оборудвани с прът и гайки от двете страни. По-достъпен е обикновен шестоъгълник и гайка с подходящи резби. Необходимите параметри на крепежните елементи се определят от GOST.

Уплътнения за закрепване

За херметични връзки се използват уплътнения. Те могат да бъдат осигурени под формата на пръстени или компресирани листове, способни да осигурят непропускливост на течности на кръстовища на тръби или свързващи възли. Уплътненията са изработени от метал и други материали. По време на монтажа на уплътнението е необходимо да се спазва нормата и установени правила. Основното нещо е да се предотврати изтичане на кръстовището.

Закрепете фланеца

За да се постигне пълно уплътнение при свързването на крепежните елементи, е необходимо да има прецизни компоненти. Преди да започнете процеса на свързване и да избегнете неочаквани проблеми, трябва да направите следното:

  • прегледайте обекта за драскотини и елиминирайте несъвършенствата по повърхността им, тъй като той трябва да бъде идеално чист, без дефекти;
  • проверете всички крепежни елементи за повредени резби и корозия;
  • не допускайте образуване на ръбове върху крепежните елементи;
  • Приложи тънък слойсмазване на повърхността на болтове, шпилки и гайки и съседни на тях шайби и уплътнения;
  • не инсталирайте износено уплътнение, нова версияуплътненията ще премахнат много проблеми с плътното запечатване;
  • сравнете съотношението на оста на фланците, съгласно GOST;
  • регулирайте гайките така, че трите нишки да са над горната част на крепежния елемент.

Независимо кой метод на затягане ще бъде използван, в самото начало е необходимо внимателно да подготвите всички необходими части и да ги проверите за професионална съвместимост.

Тръбни фланци - специални предмети, които се използват за свързване на части от тръбопроводи в едно цяло или за свързване на измервателно-контролно оборудване към тях.

1 Кратка информация за фланците и тяхната конструкция

Тръбните фланци са изработени от различни материали- алуминий, пластмаса, стомана, чугун, други метали. Най-често те са под формата на диск или плоски пръстени. Фланците могат да се използват за различни тръбопроводи, вариращи от метал и стомана до полиетилен, които транспортират химични вещества, пиене и технологична вода, други течни среди.

Фланците се използват като комплект (по двойки). Помежду си те са фиксирани с болтове, шпилки с гайки и болтове. Те също могат да бъдат заварени, но в този случай връзката е от една част, което затруднява поддържането на тръбопровода в бъдеще.

В същото време, независимо от вида на връзката, всеки фланец (компресия, налягане) има дизайн, който позволява да издържа на неблагоприятни условия на работа и повишено налягане.

Проектирането на описаните части за тръби е регламентирано от Държавен стандарт R 54432, одобрен през 2011 г., и чужди системи за стандартизация (ANSI/ASME), DIN и др. В съответствие с R 54432 всички фланци се произвеждат в различни версии:

  • с издатина (свързване) под ъгъл от 45 или 90 градуса;
  • под уплътнението на обектива със специална вътрешна фаска;
  • с селекция отвътре, вдлъбнатина и изпъкналост от 45 градуса;
  • с канал, пръстеновиден избор;
  • с овален жлеб на крайната повърхност (използва се за уплътнения с напречно сечение под формата на овал);
  • с перваз от 90 градуса и шип.

Също така се произвежда и специални видовефланци - преходни, разширителни, заварени с рамо, диск и пръстеновидни тапи.

2 Как се класифицират фланците на тръбопроводите?

Най-често свързващите елементи, които ни интересуват, са разделени на:

  • алуминий;
  • натиснат;
  • яка;
  • апартамент.

Специалните тапи са обособени в отделна група - дискове от глух тип, по ръбовете на които се изрязват осем дупки. Такива части, изработени от стомана, се използват за местни и главни тръбопроводив случаите, когато се изисква пълно блокиране на тръбата. Щепселът е лесен за заваряване, издържа на налягане до 15 MPa и работи в широк температурен диапазон (до + 600 °C).

Също така се заварява плосък фиксиращ или затягащ фланец, който се счита за най-разпространения тип връзка. Подобен детайл е направен под формата на диск със странични и един централен отвори (тапите нямат централен отвор). Заваряването на плоски продукти обаче гарантира надеждна връзка, както и закрепването им към тръбата с помощта на крепежни елементи.

Пресовите елементи се използват, когато е необходимо да се свърже едно или друго оборудване към тръбопровода. Произвеждат се по технология на пресоване от (понякога се използват и конвенционални). Пресованият фиксиращ фланец има кръгла форма, по краищата му са направени четири отвора за монтаж на шпилки. Има и малка издатина. Такива продукти са подходящи за всякакви стоманени и чугунени тръбопроводи, включително за битови системиводоснабдяване.

Заваряването се използва за свързване на фланци на яката. Такива продукти са оптимално пригодени за работа в различни температурни условия. Те са много търсени за изграждане на промишлени тръбопроводи (налягане над 2,5 MPa, температура на транспортираната среда - от 450 градуса), за които заваряването е основният метод за свързване на тръбни продукти. Фланецът за фиксиране на яката има стоманена издатина (нарича се яка), благодарение на която заваряването се извършва без проблеми.

Най-икономичните фланци са алуминиеви (другото им име е силумин). Използват се за тръбопроводи, чиито елементи не изискват връзки с висока якост. Силуминовите части имат нисък индекс на якост, но те перфектно устояват на корозия.

3 Какво е компресионен и затягащ фланец?

Компресиращ фланец (известен също като универсален фиксиращ фланец) се препоръчва за ситуации, при които заваряването на тръби е невъзможно или нежелателно. Използва се и за създаване на всякакви разглобяеми връзки(позволява демонтиране на част от тръба с фланец при нужда).

Крипващият фланец има стягащи пръти. При затягане на гайките ръбовете на жлеба на конуса притискат специален свързващ пръстен, който се простира на определено разстояние върху тръбата, осигурявайки надеждна и издръжлива връзка. Закрепващият елемент ви позволява да работите с почти всякакви тръби - стомана, сив и обикновен чугун, азбестоцимент, поливинилхлорид.

С някои ограничения компресионният фланец се монтира и върху тръбни продукти, изработени от полиетилен ниско налягане. Монтиране на връзката в този случайразрешено при липса на каквито и да било сили на опън върху тръбопровода, които потенциално биха довели до отстраняване на фланеца от тръбата.

Крипващият (фиксиращ) фланец се характеризира със следните предимства:

  • не е необходимо заваряване, което значително усложнява процеса на изграждане на инженерни мрежи;
  • връзката е сгъваема (по всяко време можете да премахнете фланеца и да го инсталирате отново);
  • лекота на монтаж на свързващия елемент (всяко лице, което няма специално обучение, може да извърши тази процедура).

Освен всичко друго, демонтиран (правилно и точно) компресионен фланец може да се използва няколко пъти.

Затягащият фланец е продукт с плосък отвор за свързване на тръби от полиетилен с ниска плътност и обикновен полиетилен. Това дава възможност за свързване на тръби от PE и HDPE с предварително монтирани метални и стоманени резервоари, устройства за управление и т.н.

Фланцовите връзки са най-широко използвания вид разглобяеми връзки, осигуряващи херметичност и здравина на конструкциите, както и лекота на производство, демонтаж и монтаж. Връзката се състои от два фланца 1, шпилки 2 и уплътнение 3 (Фигура 1). По дизайн фланците могат да бъдат разделени на интегрални, когато тялото и фланеца работят заедно под натоварване, и свободни, когато тялото на тръбата е разтоварено от товара. Фигура 1 показва примери за типични фланцови връзки.

1 - фланец; 2 - фиби; 3 - уплътнение;

а) фланец от една част; б) хлабав (компресиращ) фланец

Снимка 1 - Проекти на фланцови връзки

В зависимост от условията на работа, при които фланцовата връзка ще работи, се разграничават няколко вида уплътнения. Видът на уплътнението се регулира от индустриалните стандарти. Има следните видове фланцови уплътнения:

1) под метално уплътнение (Фигура 2, а);

2) шипове жлеб (Фигура 2, б);

3) изпъкналост-депресия (Фигура 2, в);

4) гладка уплътнителна повърхност (фигура 2, d).

Уплътнението трябва да отговаря на следните основни изисквания: при компресиране с възможно най-малко налягане, запълване на всички микрограпавини на уплътнителните повърхности; поддържа херметичността на връзката по време на еластични движения на елементите на фланцовата връзка (т.е. материалът на уплътнението трябва да има еластични свойства); поддържа херметичност по време на дългосрочната си експлоатация под въздействието на корозивни среди при високи и ниски температури; материалът не трябва да е оскъден.


Снимка 2 - Видове уплътнителни повърхности на фланци

връзки

При коледни елхи се използват фланцови връзки с метални уплътнения. Намира се в наземните комуникационни тръбопроводи широко приложениефланцови връзки с плоски уплътнения .

Размерите на всички фланцови връзки са предоставени от GOST.

Фланцовите съединения с метални уплътнения с овално или осмоъгълно напречно сечение се използват за уплътняване на фланцови фитинги за коледно дърво (Фигура 3, а, б). Допълнения C и D към това ръководство показват геометричните параметри на металните уплътнения. При коледни елхи силата, с която се компресира уплътнението, не трябва да води до неговата трайна деформация. Уплътнителният пръстен е изработен от по-мека стомана от фланците. Като уплътнителен материал за неагресивни среди се използват висококачествени въглеродни стомани 08kp, стомана 20, стомана 30, стомана 45. За корозивни среди се използват легирани стомани Kh18N10T, 12Kh18N9, Kh17N13MVT. Механични характеристикиматериалите са дадени в Приложение А.

За високи работни налягания (от 70 до 105 MPa) са уплътнения през дупкис диаметър 1,6 mm (Фигура 3, в).

Снимка 3 - Видове метални уплътнения

Има два начина за монтиране на уплътнителните пръстени по отношение на повърхностите на канала на фланеца. В първия случай, още по време на монтажа, пръстенът влиза в контакт с жлебовете на фланците по техните вътрешни и външни скоси (Фигура 4, а). Уплътнението възниква поради еластичната деформация на пръстена и фланците в точката на контакта им. Във втория случай пръстенът в началото на монтажа е в контакт само с външния скос на жлеба при горния фланец и фаската при долния фланец (Фигура 4, б). При затягане на връзката с шпилки тя намалява в диаметър (в границите на еластичните деформации) и достига вътрешния скос на жлеба, при което затягането се спира. Моментът на спиране на пръстена във вътрешния скос се забелязва чрез рязко увеличаване на силата на затягане на гайките при шпилките.

Когато налягането в клапана се повиши, фланците се раздалечават под неговото действие и пръстенът заема първоначалното си положение.

Геометричните параметри на фланците за метално уплътнение са дадени в Приложение Б.


Фигура 4 - Монтаж на уплътнителен пръстен с двустранна (а) и

Фланеце начин за свързване на тръби, клапани, помпи и друго оборудване за образуване на тръбна система. Този метод на свързване осигурява лесен достъп за почистване, проверка или модификация. Фланците обикновено са с резба или заварени. Фланцовата връзка се състои от два фланца, фиксирани с болтове и уплътнение между тях, за да се осигури херметичност.

Тръбните фланци са изработени от различни материали. Фланците са повърхностно обработени, чугун и нодуларно желязо, но най-често използваният материал е кованата въглеродна стомана.

Най-използваните фланци в масло и химическа индустрия:

  • със заваръчна шийка
  • през фланец
  • заварени с вдлъбнатина за заваряване
  • заварено припокриване (свободно въртящо се)
  • резбован фланец
  • фланцова тапа



Всички видове фланци, с изключение на свободните, имат подсилена повърхност.

Специални фланци
С изключение на фланците, споменати по-горе, има редица специални фланци, като:

  • фланец на диафрагмата
  • дълги заварени фланци на яката
  • разширителен фланец
  • адаптерен фланец
  • пръстенен щепсел (част от фланцовата връзка)
  • дискови тапи и междинни пръстени (част от фланцовата връзка)
Фланцови материали
Най-често използваните материали за производството на фланци са въглеродна стомана, неръждаема стомана, чугун, алуминий, месинг, бронз, пластмаса и др. В допълнение, фланци, като фитинги и тръби за специално приложениепонякога имат вътрешно покритиепод формата на слой материал с напълно различно качество от самите фланци. Това са облицовани фланци. Материалът на фланците най-често се задава при избора на тръби. По правило фланецът е изработен от същия материал като самите тръби.

Пример за 6" заваръчен фланец - 150#-S40
Всеки фланец ASME B16.5 има определен брой стандартни размери. Ако проектант в Япония или човек, подготвящ проект за стартиране в Канада, или монтажник на тръбопроводи в Австралия, говори за заваръчен фланец 6"-150#-S40 съгласно ASME B16.5, тогава той има предвид фланец, който е показан по-долу.

В случай на поръчка на фланец, доставчикът би искал да знае качеството на материала. Например ASTM A105 е щампован фланец от въглеродна стомана, докато A182 е щампован фланец от легирана стомана. По този начин по наредба и двата стандарта трябва да бъдат посочени за доставчика: Заваръчен фланец 6"-150#-S40-ASME B16.5/ASTM A105.

КЛАС НА НАЛЯГАНЕ

Класът на налягането или рейтингът за фланците ще бъде в паундове. За да посочите класа на налягане, използвайте различни имена. Например: 150 Lb или 150 Lbs или 150# или Клас 150 означават едно и също нещо.
Фланците от кована стомана имат 7 основни класификации:
150 паунда - 300 паунда - 400 паунда - 600 паунда - 900 паунда - 1500 паунда - 2500 паунда

Концепцията за класификация на фланците е ясна и очевидна. Фланецът от клас 300 може да издържа по-високи налягания от фланеца от клас 150, тъй като фланеца от клас 300 има голямо количествометал и издържа на високо налягане. Въпреки това, има редица фактори, които могат да повлияят на границата на налягането на фланеца.

ПРИМЕР
Фланците могат да издържат на различни налягания при различни температури. С повишаване на температурата класът на налягане на фланеца намалява. Например фланец от клас 150 е оценен за приблизително 270 PSIG in заобикаляща среда, 180 PSIG при 200°C, 150 PSIG при 315°C и 75 PSIG при 426°C.

Допълнителни факторие, че фланците могат да бъдат направени от различни материали като легирана стомана, чугун, чугун и др. Всеки материал има различни класове на налягане.

ПАРАМЕТРЪТ "НАЛЯГАНЕ-ТЕМПЕРАТУРА"
Класът налягане-температура определя работния, максимално допустим свръхналяганев барове при температура в градуси по Целзий. За междинни температури е разрешена линейна интерполация. Интерполация между нотационни класове не е разрешена.

Класификации температура-налягане
Класът температура-налягане е приложим за фланцови съединения, които отговарят на ограниченията за болтови връзки и уплътнения, които са направени в съответствие с добрата практика за монтаж и подравняване. Използването на тези класове за фланцови връзки, които не отговарят на тези ограничения, е отговорност на потребителя.

Температурата, показана за съответния клас на налягане, е температурата на вътрешната обвивка на детайла. По принцип тази температура е същата като тази на съдържащата се течност. В съответствие с изискванията на действащите кодекси и разпоредби, при използване на клас на налягане, съответстващ на температура, различна от течащата течност, цялата отговорност се носи от клиента. За всяка температура под -29°C, стойността не трябва да бъде по-висока от тази, когато се използва при -29°C.

Като пример по-долу ще намерите две таблици с групи материали в съответствие с ASTM и две други таблици с клас температура-налягане за тези материали в съответствие с ASME B16.5.

Материали ASTM група 2-1.1
Номинално обозначение
Щамповане
 Кастинг
 плочи
C-Si A105(1) A216 Gr.WCB(1)
A515 Gr.70(1)
C-Mn-Si A350 Gr.LF2(1) - A516 Gr.70(1),(2)
C-Mn-Si-V A350 Gr.LF6 Cl 1(3) - A537 Cl.1(4)
3½ Ni
A350 Gr.LF3
- -
ЗАБЕЛЕЖКИ:
  • (1) Когато се излага на температури над 425°C за дълго време, карбидната фаза на стоманата може да се превърне в графит. Допустимо, но не се препоръчва за продължителна употреба над 425°C.
  • (2) Не използвайте над 455°C
  • (3) Не използвайте над 260°C
  • (4) Не използвайте над 370°C
Клас температура-налягане за материали от ASTM група 2-1.1
Работно наляганепо клас
Температура °C 150 300
400
600
900
1500
2500
от 29 до 38
19.6 51.1 68.1 102.1 153.2 255.3 425.5
50 19.2 50.1 66.8 100.2 150.4 250.6 417.7
100 17.7 46.6 62.1 93.2 139.8 233 388.3
150 15.8 45.1 60.1 90.2 135.2 225.4 375.6
200 13.8 43.8 58.4 87.6 131.4 219 365
250 12.1 41.9 55.9 83.9 125.8 209.7 349.5
300 10.2 39.8 53.1 79.6 119.5 199.1 331.8
325 9.3 38.7 51.6 77.4 116.1 193.6 322.6
350 8.4 37.6 50.1 75.1 112.7 187.8 313
375 7.4 36.4 48.5 72.7 109.1 181.8 303.1
400 6.5 34.7 46.3 69.4 104.2 173.6 289.3
425 5.5 28.8 38.4 57.5 86.3 143.8 239.7
450 4.6 23 30.7 46 69 115 191.7
475 3.7 17.4 23.2 34.9 52.3 87.2 145.3
500 2.8 11.8 15.7 23.5 35.3 58.8 97.9
538 1.4 5.9 7.9 11.8 17.7 29.5 49.2
Клас температура-налягане за материали от ASTM група 2-2.3
Работно налягане по клас
Температура °C 150 300
400
600
900
1500
2500
от 29 до 38
15.9
 41.4
 55.2
 82.7
 124.1
 206.8
 344.7
50 15.3
 40
 53.4
 80
 120.1
 200.1
 333.5
100 13.3
 34.8
 46.4
 69.6
 104.4
 173.9
 289.9
150 12
 31.4
 41.9
 62.8
 94.2
 157
 261.6
200 11.2
 29.2
 38.9
 58.3
 87.5
 145.8
 243
250 10.5
 27.5
 36.6
 54.9
 82.4
 137.3
 228.9
300 10
 26.1
 34.8
 52.1
 78.2
 130.3
 217.2
325 9.3
 25.5
 34
 51
 76.4
 127.4
 212.3
350 8.4
 25.1
 33.4
 50.1
 75.2
 125.4
 208.9
375 7.4
 24.8
 33
 49.5
 74.3
 123.8
 206.3
400 6.5
 24.3
 32.4
 48.6
 72.9
 121.5
 202.5
425 5.5
 23.9
 31.8
 47.7
 71.6
 119.3
 198.8
450 4.6
 23.4
 31.2
 46.8
 70.2 117.1
 195.1

ПОВЪРХНОСТ НА ФЛАНЦА

Формата и дизайнът на повърхността на фланеца ще определят къде ще бъде разположен уплътнителният пръстен или уплътнението.

Най-използваните видове:

  • повдигната повърхност (RF)
  • плоска повърхност (FF)
  • жлеб за о-пръстен (RTJ)
  • отвън и вътрешна резба(M&F)
  • език и жлеб (T&G)
СВОЙСТВА (RF-повдигнато лице)

Повдигнато лице, най-приложимият тип фланец, лесен за идентифициране. Този виднаречен така, защото повърхността на уплътнението стърчи над повърхността на болтовото съединение.

Диаметърът и височината се определят в съответствие с ASME B16.5, като се използва клас на налягане и диаметър. В клас на налягане до 300 Lbs височината е около 1,6 mm, а в клас на налягане от 400 до 2500 Lbs височината е около 6,4 mm. Класът на налягане на фланеца определя височината на повдигнатата повърхност. Целта на (RF) фланеца е да се концентрира повече натискдо по-малка площ на уплътнението, като по този начин се увеличава границата на налягането в ставите.

За параметрите на височината на всички фланци, описани в тази статия, се използват размери H и B, с изключение на фланеца на надбедрената връзка, това трябва да се разбира и запомня, както следва:

При класове на налягане 150 и 300 Lbs височината на издатината е приблизително 1,6 mm (1/16 инча). Почти всички доставчици на фланци от тези два класа изброяват размери H и B в своите брошури или каталози, включително лицевата страна (вижте Фиг.1 по-долу)

При класове на налягане 400, 600, 900, 1500 и 2500 Lbs височината на издатината е 1/4 инча (6,4 мм). В тези класове много доставчици изброяват размерите H и B, без да включват височината на изпъкналост (вижте Фиг.2 по-горе)

В тази статия ще намерите два размера. Горният ред с размери не включва височината на издатината, а размерите в долния ред включват височината на издатината.

ПЛОСКА ПОВЪРХНОСТ (FF - Плоска повърхност)
За фланеца с плоска повърхност (пълно лице) уплътнението е в същата равнина като болтовата връзка. Най-често фланците с плоска челна част се използват там, където се отлива съвпадащият фланец или фитинг.

Плоският фланец никога не се свързва с повдигнат фланец. Съгласно ASME B31.1, при свързване на плоски фланци от чугун към фланци от въглеродна стомана, издатината на стоманения фланец трябва да се отстрани и цялата повърхност трябва да бъде уплътнена с уплътнение. Това се прави, за да се предпази тънкият, крехък чугунен фланец от напукване поради изпъкналостта на стоманения фланец.

ФЛАНЦ С КОРЕН ЗА УПЛОТНЕНИЕ НА О-Пръстен (RTJ - пръстеновидно съединение)
RTJ фланците имат прорези, изрязани в техните лица, в които стомана О-пръстени. Фланците са запечатани поради факта, че когато болтовете са затегнати, уплътнението между фланците се притиска в жлебовете, деформира се, създавайки близък контакт между метал и метал.

Фланецът RTJ може да има ръб с пръстеновиден жлеб, направен в него. Тази издатина не служи като уплътнение от какъвто и да е вид. За RTJ фланци, които са уплътнени с О-пръстени, повдигнатите повърхности на съединените и затегнати фланци може да влязат в контакт един с друг. В този случай компресираният уплътнител вече няма да носи допълнителни натоварвания, затягането на болтовете, вибрациите и изместването вече няма да смачкват уплътнението и да намаляват силата на затягане.
Металните о-пръстени са подходящи за използване в високи температурии натиск. Те са направени с правилен изборматериал и профил и винаги се използват в съответните фланци, осигуряващи добро и надеждно уплътнение.

О-пръстените са проектирани така, че уплътняването се осъществява посредством "водеща линия на контакт" или заклинване между съвпадащия фланец и уплътнението. Чрез прилагане на натиск върху уплътнението през болтовете, по-мекият метал на уплътнението прониква във фината структура на по-твърдия материал на фланеца и създава много плътно и ефективно уплътнение.

Най-използваните пръстени:

Тип R-Oval съгласно ASME B16.20
Подходящ за фланци ASME B16.5 клас на налягане от 150 до 2500.

Тип R-осмоъгълен съгласно ASME 16.20
Подобрен дизайн спрямо оригиналния R-Oval. Те обаче могат да се използват само за плоски фланци с жлеб. Подходящ за фланци ASME B16.5 клас на налягане от 15 до 2500.

ФЛАНЦИ С УПЛОТНЕНИЕ И ПОВЪРХНОСТЕН ТИП КУБЕН СЪД (LMF - Голямо лицево лице; LFF - Голямо женско лице)



Фланците от този тип трябва да съвпадат. Една повърхност на фланеца има площ, която се простира извън границите на нормалната повърхност на фланеца ( татко). Другият фланец или контрафланецът има съответна вдлъбнатина ( майка) направени в повърхността му.

Полу-свободно полагане

  • Дълбочината на подрязването (прореза) обикновено е равна или по-малка от височината на издатината, за да се предотврати контакт между метал и метал, когато уплътнението е компресирано
  • Дълбочината на прореза обикновено е не повече от 1/16" по-голяма от височината на устната

ФЛАНЦ С УПЛОТНИТЕЛНА ПОВЪРХНОСТ
(Издатина - лице на езика - TF; вдлъбнатина - лицева вдлъбнатина - GF)



Фланците от този тип също трябва да съвпадат. Единият фланец има пръстен с издатина (трън), направена върху повърхността на този фланец, докато на повърхността на контрагента е изработен жлеб. Такива повърхности обикновено се намират върху капаците на помпите и капаците на клапаните.

Фиксирано уплътнение

  • Размерите на уплътнението са същите или по-малки от височината на жлеба
  • Уплътнение, по-широко от канала не повече от 1/16"
  • Размерите на уплътнението ще съвпадат с размерите на жлеба
  • При разглобяване връзката трябва да се разхвърли отделно
Основните повърхности на фланците като: RTJ, T&G и F&M никога не се съединяват.

ПЛОСКА ПОВЪРХНОСТ И ЖЛЕБ



Фиксирано уплътнение

  • Едната повърхност е плоска, другата е назъбена
  • За приложения, където се изисква прецизен контрол на компресията на уплътнението
  • Препоръчват се само еластични уплътнения - спираловидни, кухи пръстени, задействани под налягане и уплътнения от метална обвивка

ПОВЪРХНОСТ НА ФЛАНЦА
ASME B16.5 изисква повърхността на фланеца (повдигната повърхност и плоската повърхност) да има определена грапавост, така че тази повърхност, когато е подравнена с уплътнението, осигурява добро уплътнение.

Окончателното изрязване, концентрично или спирално, изисква 30 до 55 канала на инч, което води до грапавост между 125 и 500 микро инча. Това ще позволи на производителите на фланци да обработват всякакъв клас метални уплътнения на фланците.


За тръбопроводи, пренасящи вещества от групи А и В на технологични съоръжения от категория на експлозия I, не е позволено да се използват фланцови съединения с гладка уплътнителна повърхност, с изключение на случаите на използване на спирално навити уплътнения.

НАЙ-ИЗПОЛЗВАНИ ПОВЪРХНОСТИ

Груба обработка

Най-често се използва при механична обработка на всеки фланец, тъй като е подходящ за почти всички обичайни работни условия. При компресиране мека повърхноступлътненията ще влязат в обработената повърхност, което ще помогне за създаването на уплътнение, освен това има високо нивотриене между свързаните части. Завършването на тези фланци се извършва с фреза с радиус 1,6 мм при скорост на подаване от 0,88 мм на оборот за 12". За 14" и по-големи, обработката се извършва с фреза с радиус 3,2 мм при подаване от 1,2 мм обратно.

Спирален прорез
Това може да бъде непрекъснат или фонографски спирален жлеб, но се различава от грубото обработване по това, че жлебът се получава чрез използване на 90-градусова фреза, която създава V-образен профил с ъгъл на напречване от 45°.

Концентричен прорез.
Както подсказва името, механичната обработка се състои от концентрични канали. Използва се 90° фреза и пръстените се разпределят равномерно по цялата повърхност.

Гладка повърхност.
Такава обработка не оставя визуално следи от инструмента. Такива повърхности обикновено се използват за уплътнения с метална повърхност, например: двойна обшивка, плоска стомана или гофриран метал. Гладката повърхност помага за създаване на уплътнение и зависи от плоскостта на противоположната повърхност. Обикновено това се постига чрез контактна повърхност на уплътнението, образувана от непрекъснат (понякога наричан фонографски) спираловиден жлеб, направен с фреза с радиус 0,8 mm, при скорост на подаване от 0,3 mm на оборот, дълбочина 0,05 mm. Това ще доведе до грапавост между Ra 3,2 и 6,3 микрометра (125-250 микро инча)

Уплътнения
За да се направи плътна фланцова връзка, са необходими уплътнения.

Уплътнението представлява компресирани листове или пръстени, използвани за създаване на водоустойчива връзка между две повърхности. Уплътненията са произведени, за да издържат на екстремни температури и налягания и се предлагат в метални, полуметални и неметални материали.
Например, принципът на уплътняване може да бъде да се компресира уплътнение между два фланца. Уплътнението запълва микроскопичните пространства и повърхностните неравности на фланците и след това образува уплътнение, което предотвратява изтичането на течности и газове. Необходима е правилна и внимателна инсталация на уплътнението, за да се предотврати изтичане във фланцовата връзка.

Тази статия ще опише уплътненията, отговарящи на ASME B16.20 (метални и полуметални уплътнения за фланци на тръби) и ASME B16.21 (неметални, плоски тръбни фланцови уплътнения)

БОЛТОВЕ
Болтовете са необходими за свързване на два фланца един към друг. Броят ще се определя от броя на отворите във фланеца, а диаметърът и дължината на болтовете ще зависят от вида на фланеца и неговия клас на налягане. Най-често използваните болтове в петролната и химическата промишленост за фланци ASME B16.5 са шпилки. Шпилката се състои от прът с резба и две гайки. Друг наличен тип болт е обикновен болтс шестостенна глава и една гайка.

Размери, допуски на размери и др. са определени в ASME B16.5 и ASME B18.2.2, материали в различни ASTM стандарти.

ВЪРТЯЩ МОМЕНТ

За да се получи плътна фланцова връзка, е необходимо правилна инсталацияуплътненията, болтовете трябва да имат необходимия въртящ момент на затягане, а общото напрежение на затягане трябва да бъде равномерно разпределено върху целия фланец.

Необходимото разтягане се извършва поради въртящия момент на затягане (прилагане на предварително натоварване към крепежния елемент чрез завъртане на гайката му).

Точният моментзатягането на болтовете позволява най-много по най-добрия начинизползвайте неговите еластични свойства. За да върши добре работата си, болтът трябва да се държи като пружина. По време на работа процесът на затягане поставя аксиално, предварително натоварване върху болта. Разбира се, тази сила на опън е равна на противоположните сили на натиск, приложени към компонентите на монтажа. Може да се нарече сила на затягане или сила на опън.

ДИНАМОМЕТРИЧЕН КЛЮЧ
Динамометричният ключ е често срещано имеза ръчен инструмент, който се използва за прилагане на точен момент на затягане на връзките, независимо дали са болт или гайка. Това позволява на оператора да измери силата на въртене (въртящия момент), приложена към болта, което трябва да съответства на спецификацията.

Изборът на правилната техника за затягане на фланцевите болтове изисква опит. Правилно приложениевсяка от техниките също изисква квалификация, както на инструмента, който ще се използва, така и на лицето, което ще върши работата. По-долу са най-често използваните методи за затягане на болтове:

  • затягане на ръка
  • пневматичен ключ
  • хидравличен динамометричен ключ
  • ръчен динамометричен ключ с кобилица или с зъбно предаване
  • хидравличен обтегач на болтове
ЗАГУБА НА ВЪРТЯЩ МОМЕНТ
Загубата на въртящ момент е присъща на всяка болтова връзка. Комбинираният ефект от разхлабване на болтовете (около 10% през първите 24 часа след монтажа), пълзенето на уплътнението, вибрациите в системата, термичното разширение и еластичното взаимодействие по време на затягане на болтовете допринасят за загубата на въртящ момент. Когато загубата на въртящ момент достигне критично ниво, вътрешното налягане надвишава силата на компресия, която държи уплътнението на място, в който случай може да възникне теч или издухване.

Ключът към намаляването на тези ефекти е правилното поставяне на уплътнението. При монтажа на уплътнението е необходимо фланците да се съединят заедно и плавно и успоредно, с най-малък момент на затягане, затегнете 4-те болта, следвайки правилна последователностпуфки. Това ще даде намаление оперативни разходии подобряване на безопасността.

Правилната дебелина на уплътнението също е важна. Колкото по-дебело е уплътнението, толкова по-високо е неговото пълзене, което от своя страна може да доведе до загуба на въртящ момент на затягане. Стандартът ASME за назъбени фланци обикновено препоръчва уплътнение от 1,6 mm. | Повече ▼ тънки материалиможе да работи при по-високи натоварвания на уплътнението и следователно по-високи вътрешни налягания.

СМАЗВАНЕТО НАМАЛЯВА ТРИЕНЕТО
Смазването намалява триенето по време на затягане, намалява изхвърлянето на болтове по време на монтажа и увеличава експлоатационния живот. Промяната в коефициента на триене влияе върху количеството предварително натоварване, постигнато при даден момент на затягане. По-големият коефициент на триене води до по-малко преобразуване на въртящия момент в предварително натоварване. Стойността на коефициента на триене, предоставена от производителя на смазочния материал, трябва да бъде известна, за да се зададе точно необходимата стойност на въртящия момент.

Смазки или съединения против захващане трябва да се нанасят както върху повърхността на лагерната гайка, така и върху външната резба.

ПОСЛЕДОВАТЕЛНОСТ НА ЗАТЕГНАНЕ
Първо преминете, затегнете леко първия болт, след това следващия срещу него, след това на четвърт завъртане в кръг (или 90 градуса), за да затегнете третия болт и срещу него четвъртия. Продължете тази последователност, докато всички болтове бъдат затегнати. Когато затягате фланците с четири болта, използвайте кръстосана схема.

ПОДГОТОВКА ЗА ФИКСИРАНЕ НА ФЛАНЦА
За постигане на стегнатост в фланцови връзки x, всички компоненти трябва да са точни.

Преди да започнете процеса на свързване, трябва да предприемете следните стъпки, за да избегнете проблеми в бъдеще:

  • Почистете повърхностите на фланците и проверете за драскотини, повърхностите трябва да са чисти и без дефекти (неравности, дупки, вдлъбнатини и др.)
  • Проверете всички болтове и гайки за повреда или корозия на резбата. Сменете или поправете болтове или гайки, ако е необходимо
  • Отстранете неравностите от всички нишки
  • Смажете резбите на болтовете или шпилките и повърхностите на гайките, съседни на фланеца или шайбата. В повечето приложения се препоръчват закалени шайби.
  • Инсталирай ново уплътнениеи се уверете, че е центриран. НЕ ИЗПОЛЗВАЙТЕ СТАР УПЛОТНЕНИЕ или използвайте множество уплътнения.
  • Проверете подравняването на фланеца според стандарта за технологични тръбопроводи ASME B31.3
  • Регулирайте позицията на гайките, за да се уверите, че 2-3 нишки са над горната част на конеца.
Независимо кой метод на затягане се използва, всички проверки и подготовка трябва първо да се извършат.

Фланцовите връзки се използват във ВиК, както и при работа с тръбопроводи от различни профили. Поради своята обемност и тежко теглопо-разумно е да ги използвате на големи тръбопроводи. Например в промишленото строителство, както и по централните магистрали на вътрешните системи за доставка.

Съществуват различни видовефланцови връзки. Всички те са нормализирани от съответния GOST. Те се различават по размер, форма, вид на свързване и много други характеристики. В тази статия ще разгледаме най-популярните фланцови връзки, ще им дадем описание и ще подчертаем основните нюанси.

Характеристики на фланеца

Фланцовите връзки се използват за оформяне на връзки между стоманени и метални тръбопроводи. Изпълнението на фланцови свързващи модули е допустимо предимно точно върху стоманени тръбиах, защото имат достатъчна здравина и надеждност.

Трябва да се отбележи, че стоманените тръби и тръбопроводи се характеризират с големи диаметри. И фланците, поради техния размер и вид на закрепване, е разумно да се поставят само на разновидности на относително големи тръби.

Тяхното изпълнение налага някои ограничения върху начина на приложение. Не че тези видове връзки не могат да се използват за тръбни проби по-малки от 50 mm в диаметър, но това не винаги е разумно и твърде скъпо.

Изолационната фланцова връзка е твърде скъпа и издръжлива. Не е необходимо използването му върху странични клонове на тръбопроводи. За тези тръби условията на дестилация на носителя са значително улеснени.

Вътре в домакински стоманени тръбопроводи с малки размери (диаметър до 50-80 mm), като правило, работно пространстводържани под лек натиск.

В допълнение, настоящият GOST също препоръчва инсталирането на фланци само когато е необходимо. А това означава, че за вътрешни тръбопроводи с малки диаметри, повече прости типовевръзки, например стандартни резбовани или компресионни фитинги, конвенционално заваряванеи т.н.

Колкото до самите тях нормативни документи, тогава основният документ е, разбира се, GOST. ГОСТ - държавен стандарт, се отнася за всички връзки на тръби и тръбопроводи. Има и GOST за фланци. GOST за фланци има номер 12820-80. Това е GOST за стоманени заваръчни фланци с повдигната повърхност.


Има GOST за продукти от различен тип. На регистрационния им номер също има марка 12820, само че накрая вече не е номерът 80, а някакъв друг. Например 12820-50 и т.н.

Номерът, по който можете да видите GOST (в нашия случай 12820-80), лесно се намира в интернет. Същият GOST 12820-80 е свободно достъпен онлайн. Можете да го изтеглите и прегледате по всяко време. Той съдържа всички размери на продуктите, изчисляването на фланцовите връзки от определен тип и много друга полезна информация.

Дизайнерски нюанси

Нека се занимаваме с дизайна на фланци за тръбопроводи. Изпълнението на фланцовите свързващи модули до голяма степен зависи от това кой конкретен образец имаме предвид.

Ако разгледаме често срещаните типове, виждаме, че те имат няколко прилики. Самият фланец се състои от няколко компонента.

Неговите Главна част- това е шайба. Шайби за фланцови връзки са изработени от стомана кръгли заготовкиопределен диаметър. Шайбата има голям отвор в центъра.

Диаметърът на отвора е равен на диаметъра на самите тръби. Ако разгледаме тръбна проба с диаметър 50 mm, тогава вътрешният диаметър на шайбата за фланцови връзки ще бъде подобен. В резултат на това изпълнението на връзки от фланци е значително опростено. Както и избора на подходяща проба.

И така, шайбите за фланцови връзки имат отвор в центъра, в допълнение към централния проход, свързващият фланец е оборудван с няколко допълнителни отвора за скоби, които са разположени по неговата обиколка.

Означава болт или шпилка. Болт или шпилка се натиска в отвор във фланеца и след това се затяга с болтове.

Понякога фланците са оборудвани със специален перваз. Предназначен е за фиксиране на външната част на шайбата върху тръбата. Видът на фиксиране и неговото изпълнение се избират отделно, в зависимост от вида на бъдещата връзка.

Принцип на действие

Изпълнението на връзки от фланци предполага използването на две такива части. Те се наричат ​​отговори. Контрафланците са напълно идентични един с друг. Те са монтирани на ръбовете на стоманени тръби, които трябва да бъдат фиксирани заедно.

Монтажът се извършва чрез резба или заваряване на шайби с перваз към тръбата.


След това единият свързващ фланец се довежда до другия и се затяга със скоби. Като ключалки, както отбелязахме по-горе, се използва шпилка или болт. Няма сериозна разлика между тях. Болтове, които вероятно сте виждали стотици пъти. Свързващият фланец използва големи болтове с диаметър 10 mm или повече.

Шпилката изглежда като болт. Различава се с липсата на глава. Шпилката по същество е малък стоманен прът с външна резба. Конецът върху него се нарязва надлъжно и напълно покрива повърхността на продукта.

Шпилката е удобна с това, че можете да затегнете фланците с нея от две страни с две гайки. В резултат на това силата на връзката се увеличава, както и нейната мобилност.

Шпилката се отстранява по същия начин, по който е фиксирана - чрез разхлабване на една от гайките. Пример за шпилки може да се види, като се разгледа дизайна на връзките в някой от газопроводите. На тях в повечето случаи именно фиби се използва като скоби.

Благодарение на затягането с фиксиращи болтове, фланците позволяват херметично свързване на всякакви тръбни сегменти, като същевременно ги правят лесно достъпни за ремонт и модификация. Такава връзка се отличава с най-висока якост (ако, разбира се, шпилката или болта са затегнати правилно), добра плътност и надеждност.

Ето защо при създаването промишлени тръбопроводитолкова често се използват фланци. Заваряването може да бъде алтернатива на тях, но заварената част вече не може да бъде премахната.

Изолационна връзка

Струва си да се обмисли такова нещо като изолационна фланцова връзка. Домашните тръбопроводи се характеризират с акцент върху здравината на конструкцията, качеството на свързващите шевове и детайлите.

Важно е обаче също да се изолира отделни секциисистеми една от друга. В крайна сметка изпълнение стоманени системидоставката предполага, че те са сглобени от стоманени заготовки, а стоманата е отличен проводник на ток.

За да се избегне възникването на опасни ситуации, започна да се използва IC или изолираща връзка. По принцип IS е метод за фиксиране на тръби, който позволява използването на свързващ елемент със специално уплътнение или нещо подобно, без да се намалява крайната якост на тръбопровода.

Уплътнението в ИС играе ролята на изолатор. Поради това IP може да отделя отделни тръбни клони един от друг. Токът, ако има такъв, се генерира в системата, преминава през тръбата, влиза в изолационната връзка (IC) и след това се гаси при същото уплътнение.


Резултатът е система, защитена от електрически разряди. Монтирането на няколко ИС на практика елиминира възможността от аварии поради преминаването на ток през тръбите. В същото време тяхната здравина и херметичност не се нарушават по никакъв начин.

Стандартната изолационна връзка е маркирана IC с добавен специфичен номер. Например:

  • ИС-50;
  • ИС-80;
  • ИС-108 и др.

Втората цифра в маркировката показва диаметъра на връзката.

IFS е съкращение за изолационна фланцова връзка. Дизайнът на IFS почти напълно съответства на дизайна на IC.

С изключение на факта, че IFS използват основно гумени уплътнения между фланците. Наличието на уплътнения увеличава здравината на крайната връзка, без да усложнява цялостния дизайн.

Най-простият пример за IFS са изолираните фланци, между които е поставено гумено диелектрично уплътнение. Шайбите се изтеглят заедно с шипове, като по този начин се фиксира уплътнението. В случай на изписване, то ще бъде погасено в момента на контакт с IFS.

IFS имат маркировка, подобна на IS. Само изчисляването на изолираните фланцови връзки трябва да се извършва по-внимателно.

Пример за маркиране на IFS фланци с перваза:

  1. IFS-50.
  2. IFS-80.
  3. IFS-120 и др.

Както можете да видите, на практика няма разлика. Но те са важен детайл. Номерът в маркировката може да не съответства на точния размер на вътрешния диаметър на шайбата.

Например IFS-108 има вътрешен диаметър 100 мм, а не 108. Частта IFS 50 има вътрешен диаметър 41 мм, а не 50 мм. И частта IFS-80, съответно, има диаметър не 80 мм, а 71-72. Специфичните стойности се определят от GOST.

Производство на фланци (видео)

Допълнително оборудване за работа с фланци

Изпълнението на връзки от този тип рядко води до някакви затруднения, но има всякакви ситуации.

Например, компресионната фуга не винаги осигурява необходимата здравина и херметичност: уплътненията могат да се разхлабят в нея. И силата и надеждността на тръбопровода - най-важният параметър, кога говорим сиза индустриалните системи.

В такива случаи се използват бустери. Ускорители - позволяват ви да "разпръснете" или да избутате фланците на кратко разстояние, без напълно да ги разединявате един от друг. Тоест вече е възможно да се запечата компресия или друга връзка, без да се премахват напълно шайбите, което, както виждате, е много удобно.

Друго интересно устройство е обтураторът. Обтураторите са мобилни тапи от временен и постоянен тип. Обтураторите се състоят от две кръгли шайби, закрепени успоредно. Едната шайба е запушена, другата е отворена. Обтураторът се поставя между фланците.

AT отворена формане пречи на движението на потока в системата. Когато се затвори, налягането на компресия в тръбопровода пада и потокът е блокиран.

Силата на клапана е такава, че е позволено да се остави затворен за няколко месеца без страх. Обтураторите се монтират както на компресионни, така и на заварени фланцови връзки.

Диаметърът на обтуратора трябва да съответства на вътрешния диаметър на тръбата. Ако е равно на 50 mm, тогава, съответно, може да се постави само върху тръба с номинален отвор от 50 mm.

Секции