Фланцевые соединения: виды, исполнения и требования

Содержание

• Исполнение фланцевых соединений
• Применение фланцевых соединений
• Требования к фланцевым соединениям

Фланцевое соединение – разъемный (болтовой) способ монтажа стальных трубопроводов. Фланец имеет плоский корпус с большим отверстием по центру и несколькими маленькими по периметру. Самая функциональная форма детали – круглая, реже производят прямоугольную или квадратную. Для герметичной фиксации применяют уплотнители, сам крепеж осуществляют шпильками, болтами.

Изображение фланцевого соединения

ГОСТ 33259-2015 регламентирует фланцы с номинальным давлением PN не более 250 кгс/см2. Выделяют 6 конструкционных типов арматуры.

• Плоский приварной (01) – круглый элемент, которое свободно надевается на трубу и крепится к ней свариванием двумя угловыми швами. Внутренний диаметр – не более 2400 мм.
• Приварной встык (воротниковый, устьевой) (11) – приплюснутое кольцо с конической горловиной, торец которой совмещается с трубным сваркой встык одним швом. DN – до 4000 мм.
• Корпуса арматуры (литой) (21) – продолжение трубы, ее часть. Номинальное сечение оборудования – не более 2000 мм.

Следующие три разновидности относят к свободным фланцам. Они состоят из заглушки, которая крепится к трубопроводу и совпадает с ним по материалу. Для изготовления корпуса берут более бюджетные сплавы. DN – < 600 мм.

• На приварном кольце (02) – состоит из фланца, который надевается на привариваемое к трубе кольцо. Подвижность конструкции позволяет использовать ее на труднодоступных участках линий, упрощает проверку оборудования.
• На хомуте под приварку (04) – аналогичен предыдущему, но роль кольца исполняет хомут.
• На отбортовке (03) – для фиксации торец трубы превращают в упорную плоскость. Отбортовке поддаются мягкие цветные металлы (алюминий, медь и прочие).

Фланцевая поверхность – место, которое соприкасается с уплотнительной прокладкой. Государственный стандарт выделяет несколько исполнений таких поверхностей. К каждому из них подбирают разные уплотнители.

• Плоскость (А) – самый простой вариант, не обеспечивает высокий уровень герметичности.
• Соединительный выступ (В).
• Шип (С, L), паз (D, M) – применяют при высоком давлении, работе с агрессивными веществами и в случаях, когда необходима надежность стыковки.
• Выступ (Е), впадина (F) – необходимы для обеспечения соосности.
• Под прокладку овального сечения (J) – качество уплотнения растет с увеличением давления.
• Под линзовую прокладку (K) – уплотнению способствует сферическая поверхность уплотнителя и конусообразная у детали-фланца.

Исполнения L, M сочетают с фторопластовыми уплотнителями. С, E, L изготавливают по просьбе заказчика.

Назначение фланцев – монтаж трубопроводной арматуры, контрольно-измерительных приборов. Возможность разбирать, собирать узел упрощает проведение ремонтных, профилактических работ.

Широкое применение фланцев обусловлено их способностью выдерживать высокое давление, перепады температур, воздействие агрессивных веществ при их транспортировке. Трубодетали чаще применяют при больших диаметрах линий; при малых используют муфтовые, или резьбовые, стыки.

У каждой детали своя конструкция: исполнение, тип, высота, длина, количество резьбовых отверстий и др. Поэтому устройства устанавливают попарно.

Герметичность монтажного стыка зависит от регулярности и качества обслуживания. Механические вибрации, влажность наружного воздуха и другие факторы приводят к расшатыванию стыков, которые нуждаются в периодической подтяжке.

Сфера трубодеталей применения включает:

• жилищно-коммунальное, транспортное, сельское хозяйство;
• промышленные предприятия (химические, нефтегазовые, пищевые).

Государственные, международные стандарты устанавливают требования к фланцевым соединениям технических трубопроводов. В России, СНГ действуют ГОСТы, в Европе, США, ряде других стран – свои документы. Соответствия между элементами разных систем классификации устанавливают с помощью таблиц перевода.

В ГОСТ 33259-2015 указаны:

• условный проход;
• номинальное давление;
• размер, исполнения уплотнительных поверхностей;
• размеры, расчетная масса всего изделия, болтов, шпилек;
• структура обозначения;
• метод, технологию изготовления.

Кроме того, стандарт определяет:

• вид прокладок (эластичные, металлические, спирально-навитые, графитовые, металлографитовые, волновые и другие), размеры, свойства;
• материал фланцев, крепежных деталей (серый, ковкий чугун; углеродистая, низколегированная, коррозионностойкая сталь и др.);
• объем испытаний на твердость, химический состав, механические свойства, качество сварных швов.