Фланец для соединения труб разного диаметра

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

Фланец для соединения труб разного диаметра

Область применения

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

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

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

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

Фланцевые соединения труб

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

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

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

Типы фланцевых фитингов

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

В дальнейшем рассмотрим тему применительно к герметизирующим трубным деталям.

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

Типы фланцев по способу соединения

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

Фланец для соединения труб разного диаметраПриварные

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

Фланец для соединения труб разного диаметраРезьбовые

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

Фланец для соединения труб разного диаметраРазъемный

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

Классификация по способам изготовления

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

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

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

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

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

Классы давления фланцев

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

Класс давления ANSI Предельно допускаемое давление, МПа, при температуре
От 200С до 380С Свыше 380С
150 До 2 2…3
300 До 5 5…7
600 До 10 10…15

Маркировка класса ANSI может наноситься на продукцию импортного производства

Основные параметры фланцевого крепежа

ГОСТ 33259-2015 предусматривает следующие параметры продукции отечественного производства:

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

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

Из чего производят

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

Фланец для соединения труб разного диаметра

Инструмент для производства соединения

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

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

Как соединить трубы фланцами

Фланец для соединения труб разного диаметраТехнологические переходы для получения болтового фланцевого соединения таковы:

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

Проверенное соединение должно крепиться на кронштейнах или других надёжных опорах.

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

Заключение

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

Видео процесса соединения труб при помощи фланца:

Трубные фланцы – полное руководство для инженера

Фланец является вторым наиболее часто используемым способом соединения после сварки. Фланцы используются, когда требуется разборка соединений. Это обеспечивает эксплуатационную гибкость.

Фланец соединяет трубу с различным оборудованием и клапанами.

Разделительные фланцы добавляются в трубопроводную систему, если во время эксплуатации установки требуется регулярное техническое обслуживание.

Читайте также:  Сварное соединение стальных труб одного диаметра

Фланцевое соединение состоит из трех отдельных и независимых, хотя и взаимосвязанных компонентов: фланцы, прокладки и болты. При выборе и применении всех этих элементов требуются специальные устройства регулирования для получения соединения, которое имеет подходящую герметичность.

Тем не менее, не рекомендуется использовать фланцевое соединение в подземных трубопроводах, когда предполагается, что они будут заглублены. Фланец также является наиболее распространенным источником утечек и пожаров на технологической установке. Есть множество фланцев, доступных в соответствии с требованиями. 

Фланцы можно классифицировать несколькими альтернативными способами следующим образом:

  • на основании типа соединения
  • на основании типа уплотнительной поверхности фланцев
  • на основании номинальных значений давления и температуры
  • на основании типа материалов

Типы фланцев

Резьбовые (нарезные) Фланцы

Резьбовые фланцы имеют резьбу внутри отверстия фланца, которая подходит к трубе с соответствующей наружной резьбой на трубе. Этот тип соединения является быстрым и простым, но не подходит для условий с высоким давлением и температурой. Резьбовые фланцы в основном используются при бытовом обслуживании, таких как воздух и вода.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Раструбные (гнездовые) фланцы 

Резьбовые фланцы имеют впадину с внутренней резьбой, в которое устанавливается труба. Угловая сварка производится снаружи на трубе. Как правило, он используется в трубопроводах малого диаметра и подходит только для применения при низком давлении и температуре.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Накидные (сквозные) фланцы

Накидной фланец имеет отверстие, соответствующее наружному диаметру трубы, из которого может выходить труба. Фланец размещен на трубе и приваривается угловым швом как внутри, так и снаружи.

Сквозной фланец подходит для условий низкого давления и температуры. Этот тип фланца доступен в большом размере также для соединения труб большого диаметра с горловиной резервуара. Обычно эти фланцы имеют кованую конструкцию и снабжены ступицей.

Иногда эти фланцы изготавливаются из пластин и не снабжены втулкой.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Свободные (приварные внахлест) фланцы

Свободный фланец состоит из двух компонентов: заглушки и свободного фланца. Заглушка приваривается к трубе, а опорный фланец свободно перемещается по трубе.

Опорный фланец может быть изготовлен из материала, отличного от материала заглушки, и, как правило, из углеродистой стали для экономии затрат.

Свободный фланец используется там, где требуется частая разборка, а пространство ограничено.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Воротниковые (приварные встык) фланцы

Воротниковый фланец является наиболее широко используемым фланцем в технологическом трубопроводе. Это дает наивысший уровень целостности соединения благодаря сварке встык с трубой. Эти типы фланцев используются в условиях высокого давления и температуры. Фланцы с приваренной горловиной громоздки и дороги по сравнению с другими типами фланцев.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Глухие (слепые) фланцы (фланцевая заглушка)

Глухой фланец – это пустой диск с отверстием для болта. Эти типы фланцев используются с фланцами другого типа для изоляции системы трубопроводов или для завершения трубопровода в качестве конца. Заглушки также используются в качестве крышки люка в сосуде.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Типы соединительной поверхности для фланцев

На основе типов фланцы могут быть классифицированы как:

  1. Совершенно гладкая уплотнительная поверхность (FF)
  2. Уплотнительная поверхность с соединительным выступом (приподнятая поверхность) (RF)
  3. Уплотнительная поверхность с впадиной под прокладку овального сечения (RTJ)
  4. Уплотнительная поверхность с пазом и шипом (T&G)
  5. Уплотнительная поверхность с выступом и впадиной

Фланец для соединения труб разного диаметра

Совершенно гладкая уплотнительная поверхность (FF)

Как следует из названия, плоский фланец имеет плоскую поверхность. Фланцы с плоской поверхностью используются, когда ложные фланцы имеют плоскую поверхность. Это условие возникает в основном при подключении к чугунному оборудованию, клапанам и специальностям. Полнопрофильная прокладка используется при использовании плоского фланца.

Уплотнительная поверхность с соединительным выступом (приподнятая поверхность)

Фланец с соединительным выступом имеет небольшую часть, вокруг отверстия поднятую с лицевой стороны. Выточка под прокладку находится на этой приподнятой поверхности.

Высота выступающей поверхности зависит от номинального давления-температуры фланца, известного как класс фланца. Для 150# и 300# высота приподнятой поверхности составляет 1/6”, а выше 300# это 1/4”.

Прокладка с внутренним кругом используется с выступающим фланцем.

Уплотнительная поверхность с впадиной под прокладку овального сечения 

Фланец с поверхностью с впадиной под прокладку имеет специально разработанную канавку, в которой находится металлическая гнездо под прокладку. Этот тип фланца используется в условиях высокого давления и температуры.

Зазубренность на лицевой стороне фланца

На торце фланца есть небольшие углубления, как можно увидеть на изображении. Эта обработка называется зубчатой. Поверхность фланца может быть гладкой или зубчатого типа. Какой тип поверхности использовать, зависит от типа прокладки и обслуживания жидкости.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Гладкая поверхность используется с металлической прокладкой, а зубчатая поверхность – с неметаллической прокладкой. Мягкий материал прокладок установлен в этом зубце и предотвращает попадание жидкости или газа из фланцевого соединения.

Зубцы могут быть спиральными или концентрическими кольцами, как можно видеть на картинке. Используется концентрическая обработка колец, когда жидкость очень низкой плотности. Если вы используете отделку спирального типа с жидкостью очень низкой плотности, она может обнаружить путь утечки через спиральную полость.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Зазубренность поверхности фланца указывается в RMS (среднеквадратичный квадрат) или AARH (средняя арифметическая шероховатая высота), наиболее распространенное значение зубчатой поверхности составляет 120-250 AARH. Датчик компаратора используется для проверки зазубрин фланца. На изображении вы можете увидеть, как датчик используется для проверки значения зубцов.

Класс давления и температуры фланца (рейтинг обслуживания)

Фланцы классифицируются в соответствии с их показателями давления и температуры, которые обозначены как 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# и 2500#. Фланцы большого диаметра от 24 до 60 дюймов доступны до класса 900#. Номинальное давление-температура – это максимально допустимое рабочее давление манометра в изделии и температуры в градусах Цельсия.

Чем выше номинал, тем тяжелее фланец и может выдерживать более высокое давление и температуру. Когда температура повышается, давление понижается, и наоборот. Обратите внимание, что разные материалы имеют разные значения давления.

Материал фланца

Фланцы изготавливаются из:

  • углеродистой стали
  • низколегированной стали
  • нержавеющей стали
  • или сочетания экзотических материалов (заглушка) и других вспомогательных материалов

Список материалов, используемых для изготовления фланцев, приведен в ASME B16.5 и B16.47.

  • ASME B16.5 -Фланцевые и фланцевые фитинги NPS от ½ ”до 24″
  • ASME B16.47 – стальные фланцы большого диаметра NPS от 26 “до 60”

Обычно используемые кованые материалы:

  • углеродистая сталь: – ASTM A105, ASTM A350 LF1 / 2, ASTM A181
  • легированная сталь: – ASTM A182F1 / F2 / F5 / F7 / F9 / F11 / F12 / F22
  • нержавеющая сталь: – ASTM A182F6 / F304 / F304L / F316 / F316L / F321 / F347 / F348

Осмотр фланца

Следующее должно быть подтверждено при осмотре фланца:

  • наружный и внутренний диаметр корпуса
  • круг болта и диаметр отверстия болта
  • диаметр ступицы и толщина сварного шва
  • длина втулки
  • прямолинейность и выравнивание отверстия под болт

Допустимые допуски приведены в стандартах B16.5 и B16.47.

Маркировка

На корпусе фланца должно быть указано следующее:

  • Логотип производителя
  • Код материала ASTM
  • Материал класса
  • Рейтинг обслуживания (класс давления-температуры)
  • Размер
  • Толщина (schedule)
  • Номер плавки
  • Специальная маркировка, если есть QT (Закалка и отпуск) или W (Ремонт сваркой)

Статьи по теме

Фланец для соединения труб разного диаметра

Надежность любой системы зависит от надежности самого слабого звена системы. Сварные соединения стальных труб надежные и используются в большинстве случаев. Но возникают ситуации, при которых использование сварного соединения невозможно. Подключения различных фитингов, обеспечения разборного соединения, возможности профилактики и ремонта трубной арматуры а также рабочих узлов агрегатов, соединения разнородных труб: чугун-пластик, чугун-сталь, сталь-пластик, сталь-асбестоцемент, пластик-асбестоцемент и решения еще множества технологических задач. Обеспечить надежность и долговечность эксплуатации таких соединений должно фланцевое соединение. В общем конструкция фланцев предусматривает пару фланцев и уплотнительную прокладку и кольца, соединенные болтами или шпильками.

Содержание

Фланцы – общие характеристики

Для унификации продукции и возможности использования данной продукции в различных странах мира без проведения дополнительной обработки введена четкая классификация фланцевых соединений. Иногда один и тот же фланец в различных классификациях будет иметь различные обозначения.

Читайте также:  Самый узкий отдел маточной трубы называется

Основные классификации, использованные в мире:

  • ГОСТ – стандарт принятый в СССР, и действующие на постсоветском пространстве;
  • DIN – немецкий стандарт действующий в Европе;
  • ANSI/ASME – американский стандарт действующий в США, Японии и в Австралии.

Существуют таблицы перевода стандартов, в которых указаны, какому стандарту отвечает тот или иной фланец.

Для изготовления фланцев используют различные материалы:

  • чугун;
  • ковкий чугун;
  • углеродистые стали;
  • нержавеющие стали;
  • легированные стали;
  • полипропилен.

Полипропиленовые фланцы получили свое распространение в последние десятилетие. В основном используются для монтажа безнапорных систем, соединения ПЭ трубы с металлической, присоединения трубной арматуры, на которой установлено фланцевое крепление. Изготовляют такие фланцы, как и металлические, литьем или штамповкой.

  • Фланец для соединения труб разного диаметра
  • Разделяют фланцы и по типам:
  • Фланец для соединения труб разного диаметра
  • воротниковые(ГОСТ 12821-81);

Фланец для соединения труб разного диаметра

  • свободные фланцы на приварном кольце(ГОСТ 12822-80);

Фланец для соединения труб разного диаметра

  • фланцы для сосудов и аппаратов(ГОСТ 28759.2-90);

Фланец для соединения труб разного диаметра

  • кольцевая заглушка(ГОСТ 12836-80).

Фланец для соединения труб разного диаметра

Допускается изготовление квадратных фланцев, которые имеют минимум 4 отверстия под болты или шпильки. Использовать такие фланцы можно на системах с максимальным давлением не более 4,0МПа.

Согласно номенклатуре и соответственно ГОСТ 12815—80 фланцы арматуры и соединительных частей трубопроводов имеют девять основных исполнений уплотнительной поверхности:

  • исп. 1 — с соединительным выступом, самое распространенное исполнение фланцев, имеет специальный соединительный выступ в форме фаски под углом 45°
  • исп. 2 — похож по исполнению с предыдущей моделью, только соединительный выступ идет под углом 90°;
  • исп. 3 — с впадиной с внутренней стороны и выступ с наружной под углом 45°;
  • исп. 4 — с шипом ;
  • исп. 5 — с пазом в виде кольцевой выборки;
  • исп. 6 — под линзовую прокладку, с внутренней стороны выбрана фаска;
  • исп. 7 — под прокладку овального сечения, кольцевая выборка в форме с торцевой стороны;
  • исп. 8 — с шипом под фторопластовую прокладку;
  • исп. 9 — с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Для фланцев сосудов и аппаратов имеются свои требования к исполнению, обозначенные в ГОСТ 28759.2-90, а для плоских приварных фланцев – в ГОСТ 28759.390

Конструктивные особенности фланцев

Фланцы, как любая трубная или запорная арматура, обладают несколькими конструктивными особенностями. При выборе и расшифровки обозначения фланцев эти особенности необходимо обязательно знать.

Условный проход

Условный проход фланца является внутренним диаметром трубы, фасонной части или запорной арматуры, на которую приваривается фланец. Он принимается исходя только из условного прохода трубы.

Для плоских приварных фланцев с условным проходом 100, 125, 150 в зависимости от исполнения указывается буква (А,Б,В) – от нее зависит внешний диаметр трубы, если буква не указана, считается по умолчанию буква А.

Ряды

Все геометрические размеры фланца буду зависеть от условного прохода. Один и тот же фланец с одинаковым условным проходом может быть изготовлен двумя способами – ряд1 и ряд2. Они отличаются разными межосевыми расстояниями между присоединительными отверстиями, а также в некоторых случаях разными диаметрами соединительных отверстий. По умолчанию фланцы изготовляют по ряду 2.

Давление

Важным свойством фланцевого соединения это возможность удерживать давление системы без протечек и разрушения системы. Этот показатель обозначается как условное давление. Показатель условного давления зависит от геометрических размеров фланца, материала изготовления, исполнения, уплотнительной прокладки.

Важно: При заказе фланцев следует помнить, что существуют разные размерности давления: в кгс/см2, Па(МПа), атм., бар. Поэтому необходимо точно указывать, на какое давление должно быть рассчитано данное изделие.

Температура

Рабочая температура жидкости станет температурой фланца, следует учесть, что параметры давления и температуры взаимозависимы.

При увеличении температуры максимальное давление, под которым работает фланцевое соединение, будет падать. Зависимость можно выразить линейной интерполяцией.

Зависимости между рабочей температурой и давление для каждого фланца приведены в специальных таблицах и ГОСТах.

Обозначение фланцев

Каждый из видов фланцев имеет свое специфическое обозначение, рассмотрим каждый из них.

Плоские приварные фланцы

  1. Разберем на примере обозначение плоских приварных фланцев:
  2. Фланец 1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80
  3. Фланец плоский приварной исполнения 1 с условным проходом(Ду) – 65мм, рассчитан на условное давление в 25кгс/см2 , изготовлен из стали 09Г2С в соответствии с ГОСТ 12821-80.
  4. При выборе фланца под фторопластовую прокладку после цифры Ду, указывают букву Ф.

Воротниковые фланцы

Основные типы фланцев

Содержание

Фланец представляет собой диск круглой или квадратной формы со сквозным отверстием в центре, который используют повсеместно для соединения трубных участков, патрубков, шаровых кранов, аппаратов, машинных элементов и прочего трубопроводного оборудования.

Особенность фланцевого соединения заключается в возможности его многократного использования. Герметичность стыка в процессе эксплуатации достигается за счет периодической подтяжки крепления, а также своевременной замены прокладки, которая исключает течь продукта транспортировки, снижает трение/износ стальных деталей.

У соединителей выделяют несколько исполнений уплотнительных поверхностей (подробнее об этом можно узнать в нашей статье):

  • с соединительным и простым выступами;
  • с впадиной;
  • с шипом;
  • с пазом;
  • под линзовую прокладку;
  • под уплотнитель овального сечения;
  • с шипом под фторопластовую прокладку;
  • с пазом под уплотнитель из фторопласта.

Виды фланцев по ГОСТ 33259-2015

В 2015 году вышел межгосударственный стандарт ГОСТ 33259, который объединил в себе общие технические требования, конструкцию и размеры плоских, воротниковых, свободных фланцев, арматуры, изготавливаемых по ГОСТ 12820, 12821, 12822, 12815 соответственно. Согласно этому нормативу выделяют 6 типов соединителей, работающих в системах с номинальным давлением до 250 кгс/см2.

Фланец тип 01

Фланец для соединения труб разного диаметра

Стальная плоская приварная соединительная деталь выдерживает нагрузки до 2,5 МПа. Ее изготавливают номинальным диаметром от 10 до 2400 мм. Эксплуатация возможна при температуре не ниже -40 °C.

Фланец тип 02

Свободный плоский соединитель на приварном кольце позволяет без проворота трубы легко производить стыковку арматуры или оборудования. Используют при укладке трубопроводов в труднодоступных местах, на трубных участках, где часто проводят ремонтные работы. Изготавливают методом ковки, штамповки или вырезают из листа.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Особенность элемента заключается в отсутствии контакта с рабочей средой. При монтаже на трубу сначала надевают фланец, затем кольцо. Далее кольцо приваривают к трубопроводу, после чего с ответной деталью образуют фланцевое соединение.

Выпускают диаметром (Ду) 10‒600 мм на Ру до 25 кгс/см2. Металлоизделие нельзя использовать при температурных значениях минус 40 градусов.

Фланцы тип 03 и 04

Фланец для соединения труб разного диаметра

Детали стальные плоские свободные на отбортовке (тип 3) и на хомуте (тип 4) под приварку. Установку изделия производят аналогичным способом ‒ сначала надевают соединитель, далее отбортовку/хомут.

Тип 03 используют только на давление PN2,5, PN6, PN10, PN16.

Тип 04 применяют только при нагрузках PN10, PN16, PN25.

Фланец для соединения труб разного диаметра

Оба вида выпускают диаметром от 10 до 600 мм.

В целях экономии производители иногда предлагают своим клиентам изготовление соединителя из алюминия, а отбортовки из нержавеющей или углеродистой стали. Поскольку алюминиевый диск не контактирует с транспортируемым продуктом, на материале можно сэкономить.

Фланец тип 11 Фланец для соединения труб разного диаметра

Обладает характерным выступом ‒ «воротником», благодаря которому получил свое название «воротниковый фланец», иначе его называют «приварным встык».

За счет выпуклости, минимизирующей нагрузки у основания детали, его устанавливают в трубопроводных коммуникациях с давлением 01‒25 МПа. Условный проход (Ду) трубодетали ‒ от 10 до 4000 мм.

Фланец тип 21

Фланец для соединения труб разного диаметра

Является частью/корпусом арматуры. Его изготавливают литьем из стали, серого или ковкого чугуна. Сфера применения и размер зависят от материала изготовления:

  • сталь используют при Ру от 2,5 до 250 кгс/см2, сечение ‒ от 10 до 2000 мм;
  • серый чугун ‒ от 1 до 16 кгс/см2, диаметр ‒ от 10 до 4000 мм;
  • ковкий чугун ‒ от 6 до 40 кгс/см2, условный проход ‒ от 10 до 300 мм.

Можно ли использовать разные типы фланцев

Для соединения труб или любого другого оборудования необходимо к каждому трубному концу приварить по фланцу, установить между ними прокладку, стянуть болты (рекомендуется делать это крест-накрест, чтобы добиться соосности).

Читайте также:  Как открутить гайку с металлопластиковой трубы

Однако фланцевое соединение образуют детали с разными типами исполнений по принципу «мама ‒ папа»: элемент с выступом стыкуют с его зеркалом ‒ диском со впадиной. Поэтому на трубопроводе допускается монтировать несколько видов соединителей, но запрещается использовать трубодетали разных исполнений в паре.

Помимо представленных стандартов существуют американские, европейские нормативы (ASME, DIN), в соответствии с которыми конструкция трубодеталей остается неизменной, но маркировка может отличаться. Для устранения различий используют таблицы перевода.

Сборка и установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах

18.04.2019

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

Фланец для соединения труб разного диаметра

Назначение и область применения

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

Фланцевые стыки нужны для того, чтобы:

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

Из чего состоит фланцевое соединение

Комплект для одного стыка состоит из двух одинаковых фланцев с центральными отверстиями, соответствующих диаметрам труб, прокладки, набора болтов или шпилек с гайками и шайбами.

При необходимости защиты трубопровода от блуждающих токов, на болты надевают изоляционные втулки, а прокладку устанавливают из диэлектрического материала. Если давление в трубопроводе не превышает 2,5 МПа, фланцы стягивают болтами.

Шпильки равномерней распределяют усилие затяжки и удобней для работы в неудобных местах. Фланцевые соединения на шпильках применяют при давлении до 4 МПа.

Фланец для соединения труб разного диаметраКонструкция фланцевого соединения

Что такое фланец и какие бывают виды

В большинстве случаев фланцы ― это кольцеобразные пластины из стали, но иногда их делают в виде квадрата или прямоугольника.

В центральное большое отверстие вставляют торец трубы, а в равномерно распределенные по внешнему периметру ― болты или шпильки. В перечень разновидностей фланцев включены проходные и заглушки.

Первые предназначены для стыковки элементов трубопровода, вторыми закрывают тупики или отсекают ремонтируемые либо заменяемые участки.

Чтобы продукция, сделанная в разных странах, была взаимозаменяемой, разработана унифицированная классификация фланцев. В России это ГОСТ, европейские страны пользуются немецким стандартом DIN, а Америка, Япония и Австралия ANSI/ASME. Однако нередко одинаковые фланцы обозначаются разными символами. Поэтому стандарты переводят с помощью специальных таблиц.

Нормативы по исполнению указаны в ГОСТ 12815-80 цифрами от 1 до 9:

  1. С соединительным выступом в виде фаски под наклоном 45⁰.
  2. То же, что 1, но выступ под прямым углом.
  3. С пазом на внутренней стороне и выступом под углом 45⁰ снаружи.
  4. С шипом.
  5. С внутренним кольцевым пазом.
  6. С фаской под линзовую прокладку (вибровставка) на внутренней стороне.
  7. Выборка для овальной прокладки.
  8. С шипом для фторопластовой прокладки.
  9. То же что 8, но вместо шипа паз.

Фланец для соединения труб разного диаметра

При монтаже трубопроводов применяют несколько типов фланцев:

  1. Воротниковые рассчитаны на давление 0,1 — 20 МПа при температуре -200 — +600⁰ Выступ в центральной части (воротник) приваривают к трубе встык одним швом.
  2. Плоские держат давление до 2,5 МПа при температуре -70 — +300⁰ Надеваются на торцы, крепятся двумя сварными швами.
  3. Аппаратные для присоединения оборудования или приборов;
  4. Резьбовые варианты наворачивают на торцы.
  5. Свободновращающиеся состоят из пластины и кольца, которое приваривают к торцу, а фланец свободно крутится на нем. Такое фланцевое соединение устанавливают в труднодоступных местах или там, где необходимо частое проведение профилактических мероприятий на трубопроводе. Рассчитано на давление до 2,5 МПа.
  6. Кольцевые варианты для заглушек делают без центрального отверстия.

  Как проверить сварочный шов на герметичность

При установке фланцевых соединений на стальных трубопроводах их материал должен быть идентичным или близким по составу металлу труб. Это нужно для предотвращения повреждений при изменениях температуры.

Фланцы бывают из серого и ковкого чугуна, легированной, углеродистой и нержавеющей стали. Для трубопроводов из иных материалов выпускаются бронзовые, алюминиевые, латунные разновидности.

Безнапорные системы из полиэтиленовых труб часто собирают на полипропиленовых фланцах.

Конструктивные особенности фланцев

Выбирая фланцы для трубопровода необходимо учитывать некоторые особенности:

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

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

  Как заделать свищ в трубе своими руками

Прокладки для фланцевых соединений

Герметичность соединения обеспечивается прокладкой, которую вставляют между фланцами. В зависимости от характеристик среды, температуры и давления ее делают из соответствующих материалов:

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

Подготовка фланцев для установки

Прежде чем начинать сборку фланцевого соединения необходимо проверить их на отсутствие ржавчины и механических повреждений. Поверхности очищают и обезжиривают. С резьбовой части болтов и гаек убрать заусенцы.

Сделать предварительную прогонку резьбы, наворачивая гайки на болты с последующей смазкой. Вырезать и примерить прокладку. Она должна стоять по центру не перекрывая крепежные отверстия.

Повторное использование старых прокладок нежелательно, но если иного выхода нет, устанавливают несколько штук бывших в употреблении.

Сборка фланцевого соединения

Чтобы стыки на трубопроводе были надежными, все виды фланцевых соединений собирают в строго определенном порядке.

Сначала с небольшим усилием затягивают произвольно выбранный болт, затем диаметрально противоположный. Следующая пара должна отстоять от первой на четверть окружности.

Остальные болты затягивают в таком же порядке. Если на фланцах только 4 отверстия затяжка выполняется крестообразно.

Чтобы усилие распределялось равномерно, завершающую часть монтажа проводят инструментами, позволяющими его контролировать:

  • гидравлическим натяжным устройством;
  • пневматическим гайковертом;
  • ручным динамометрическим ключом;
  • гидравлическим динамометрическим ключом.

Ручную затяжку доверяют только опытным работникам. В течение первых суток работы из-за вибраций, усадки материала прокладки, изменения температуры прочность соединения снижается до 10%. Поэтому в этот период требуется проведение подтяжки гаек.

Монтаж всех видов фланцевого соединения несложен, однако его проведение разрешается только специально обученным слесарям. При прокладке или ремонте трубопроводов с агрессивными средами или работающих под высоким давлением, ход работы должен контролировать инженер. Сборка безнапорных систем (канализация, полив) может проводиться неквалифицированными работниками.

Сборка и установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах Ссылка на основную публикацию Фланец для соединения труб разного диаметра Фланец для соединения труб разного диаметра

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector