Что какое фланец

Конструктивные.

Основой этой группы характеристик является конструкция фланца. На территории Российской Федерации и стран СНГ наибольшее распространение получили три фланцевых стандарта:

• ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.
• ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык.
• ГОСТ 12822-80 — фланец стальной свободный на приварном кольце.

Фланцы по трем наиболее распространенным стандартам, упомянутые выше, предназначены для соединения трубопроводной арматуры и оборудования.
В силу конструктивных особенностей условия монтажа этих фланцев различаются.

• Фланец стальной плоский приварной. При монтаже фланец «надевается» на трубу и приваривается двумя сварными швами по окружности трубы.
• Фланец стальной приварной встык. Монтаж такого фланца по сравнению с плоским приварным фланцем предусматривает только один соединительный сварной шов (при этом необходимо соединить встык торец трубы и «воротник» фланца), что упрощает работу и сокращает временные затраты.
• Стальной свободный фланец на приварном кольце

  Кроме того, положительным является то, что при подборе свободных фланцев под трубу из нержавеющей стали, в целях экономии, допускается использование кольца из нержавеющей стали, а фланца — из углеродистой (табл. 1).

  состоит из двух частей — фланца и кольца. При этом, естественно, фланец и кольцо должны быть одного условного диаметра и давления. Такие фланцы отличаются по сравнению с вышеперечисленными удобством монтажа, т. к. к трубе приваривается только кольцо, а сам фланец остается свободным, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий свободного фланца с болтовыми отверстиями фланца арматуры или оборудования без поворота трубы. Они часто используются при монтаже трубопроводной арматуры и оборудования в труднодоступном месте или при частом ремонте (проверке) фланцевых соединений (например, в химической промышленности).

• Помимо этих трех стандартов следует особо выделить фланцы, изготавливаемые по чертежам заказчика (нестандартные фланцы). В отличие от первых трех вышеупомянутых фланцев данная конструкция не является постоянной и может изменяться в зависимости от ожиданий и требований клиента. Такие фланцы являются индивидуальными и служат для удовлетворения любых потребностей заказчика.
• Фланцы, изготовленные по зарубежным стандартам, отличаются от российских конструктивно. Среди импортных, наибольшее распространение в России получили фланцы, выполненные по немецким стандартам DIN (стандарт принят по всей Европе) и американским ANSI.

К фланцам по другим российским стандартам относятся такие как: фланцы стальные резьбовые, фланцы сосудов и аппаратов, фланцы изолирующие для подводных трубопроводов. Они отличаются от вышеупомянутых по конструкции и областям применения.

Также к конструктивным особенностям относятся (на примере трех наиболее распространенных ГОСТов):

• Условный проход. Обозначается как Ду и измеряется в мм.
• Условное давление. Обозначается как Ру и измеряется в кгс/см2.
• Исполнение с 1 по 9. Определяет вид поверхности под прокладку.
• Материал (представлен российскими марками стали).

Выбор

Как и любая другая фурнитура, используемая для сборки трубопроводов, фланцы выпускаются разных типоразмеров

Разберемся, на какие характеристики нужно обращать внимание

Проход условный

Это очень важная характеристика. Условный проход фланца – это, по сути, внутренний диаметр трубы, на которую эта деталь устанавливается. Обозначается этот параметр буквенным обозначением Ду, измеряется в мм. Для приварных фланцев вместе с размером условного прохода указывается латинская буква, буквой обозначается наружный диаметр трубы.

Ряд

Детали, имеющие одинаковый условный проход, далеко не всегда одинаковые. Еще одним важным параметром является рядность. Отличия моделей:

• в разнице межосевых расстояний крепежных отверстий;
• диаметром крепежных отверстий.

Рабочее давление

При выборе арматуры очень важно обращать внимание на такой показатель, как рабочее давление в трубопроводе. Этот показатель определяется максимально возможным давлением, при котором трубопровод может функционировать без образования протечек в местах разборных соединений. Показатели условного давления зависят от следующих параметров:

Показатели условного давления зависят от следующих параметров:

• геометрические размеры деталей;
• материал изготовления;
• наличия и материала уплотнительной прокладки.

Рабочая температура

Этот показатель не менее важен, так как при превышении максимальных показателей, в местах фланцевых соединений может образоваться течь. Параметры рабочего давления и рабочей температуры зависят друг от друга, поэтому эти показатели указывают в специальных таблицах в сопроводительной документации к изделию.

Конструктивные особенности фланцев

В России применяются 3 вида соединительных фланцев трубопроводов, различающихся конструктивно. Параметры установлены ГОСТами. Используемая типовая классификация стальных фланцев внесена в несколько стандартов:

• ГОСТ 12820-80 применяется для плоских приварных деталей. Элемент «одевается» на трубу с последующим крепежом сваркой. Соединение осуществляется двумя швами по месту стыка. Монтаж отличается трудоемкостью, но обеспечивает особо надежную стыковку. 
• ГОСТ 12821-80 используется для стандартизации приварных деталей встык (другое название – воротниковый фланец). При монтаже соединения производится стыковка торца трубы и воротника основной детали. Для прочного положения деталей проводится сварка однократным швом.
• ГОСТ 12822-80 применяется для свободных частей на кольце. В комплектацию входит дополнительный элемент – кольцо, имеющее равный фланцу диаметр. Конструкция отличается удобством монтажа, эффективно используемого в труднодоступных местах. Тип соединения используется при необходимости в проведении частых ремонтов. Особенность монтажа состоит в приварке кольца при свободном размещении фланца, легко вращаемого на трубе.

Менее часто используют стандартизацию ГОСТов, принятую в отношении фланцев резьбовых типов, изолирующих видов для подводных трубопроводов и прочих. Данные формы соединений труб имеют специальное назначение и встречаются редко. 

В составе требований ГОСТов определяются особенности и параметры для каждого типа фланцев:

Условный проход.

Измеряется в миллиметрах и указывает на разницу в диаметрах соединительной детали и трубы. Параметры не совпадают и имеют значение для стальных плоских фланцев и элементов со сварным кольцом. Для воротниковых типов деталей соединений параметр значения не имеет. Для условного прохода применяется условное обозначение ДУ с использованием индексов А и Б, где под буквой А подразумевается диаметр детали, а под Б – трубы, выраженные в миллиметрах.

Рядность отверстий.

Параметр устанавливает отличия в размерах межу соединительными отверстиями. В ряде случаев для отверстий применяются различные параметры диаметров, выраженные в миллиметрах. При изготовлении деталей используются стандартный вариант, применяемый по умолчанию по ряду 2.

Условное давление.

Показатель выражает предельно допустимое давление, способное выдерживать соединение без возникновения протечек и разрушений. На параметр влияет тип детали, материал изготовления, диаметр, ширина стыковочной поверхности. Физические параметры и влияние их на максимальный показатель давления установлены ГОСТом. При использовании данных учитываются отличия в размерности обозначения давления.

Рабочая температура.

Параметр необходим для определения предельного значения давления. Физическая взаимозависимость показателей давления и температуры транспортируемой жидкости должна учитываться при проходе по трубам высокотемпературных сред. Возникающая расчетным путем линейная интерполяция влияет на соединительные возможности фланцев, снижаемые при повышении рабочих температур. В ГОСТах установлены соотношения между температурами и давлением для каждого типа фланцев.   

Классификация стальных фланцев

Плоский фланец (ГОСТ 12820-80).Одевается на трубу, а затем сваривается по периметру соединения. Применяется при t от -70 до 450 °С, давлении до 25 кгс/см².

При монтаже труба вдевается во фланец, обваривается двумя швами (внутри и снаружи) по поверхности торца.

Такое соединение весьма трудоемко, ведь выполняется два сварных шва, а для совмещения отверстий — приходится вращать трубу.

Свободный фланец на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) более удобен при монтаже. Он используется в труднодоступных местах и там, где необходим частый ремонт. Эксплуатируется при t от -70 до 450 °С и давлении до 25 кгс/см².

Соединение стальных свободных фланцев на приварном кольце.

Шаг 1. Фланец надевают на трубу, которая вдевается в кольцо, а затем обваривается. Так же обваривается и другая часть соединения. В результате к трубам приварены лишь кольца, фланцы же легко вращаются на трубах или патрубках. 

Шаг 2. Концы приближают друг к другу, а, вращая фланцы, достигают совпадения отверстий по контуру. Далее вставляют шпильки или болты и все стягивают гайками.

При таком соединении не нужно поворачивать трубу или добиваться совпадения отверстий перед сваркой. Также оно весьма удобно в труднодоступных местах и там, где необходима регулярная проверка фланцевого соединения (к примеру, в химической промышленности).

Воротниковый фланец (другое название — «стальной приварной встык»). С помощью дополнительного «юбочного» кольца воротниковые фланцы стыкуются с трубой. После соединение «обваривается» сварочным швом. Применим при t от -253 до 600 °С, давлении до 200 кгс/см²

Соединение воротниковых фланцев. В ходе монтажа конец трубы торцом соединяется с торцом фланца (так называемым «воротником») и обваривается только одним швом. Соединение получается гораздо быстрее и проще.

В технической литературе типы фланцев обозначаются так:

• 1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80, где
• 1 — это исполнение фланца;
• 65 — это условный проход (Ду);
• 25 — это условное давление (Ру);
• 09Г2С — это марка стали.

Производство фланцев: технология и материалы

Обычно фланцы изготавливают из низколегированной, углеродистой стали, которая устойчива к коррозии. Если используется чугун, то применяются следующие марки: СЧ15, СЧ20, ковкий чугун КЧ30-6; чугун высокой прочности ВЧ 40 и ВЧ 45.

Что касается фланцев типа 01-04, то для их производства можно использовать листовой прокат. В том случае, когда швы по всему сечению соединены сваркой, то фланцы также можно изготавливать сварными. Однако для изделий типа 11 листовой металл не используется. Тут применяются штампованные заготовки или поковки.

Фланцы, которые выполнены методом горячей ковки металла, штамповкой, прокатом максимально отвечают современным эксплуатационным требованиям. Лучше всего, когда после горячей штамповки изделия проходят дополнительную термическую закалку.

Чугунные фланцы деформируются в меньшей степени. Однако обращаться с ними нужно бережно, если учесть, что чугун – материал хрупкий. Например, при затяжке креплений нужно соблюдать порог силы, чтобы не сломать чугун.

Типы фланцев по способу соединения

Данный тип фланцев предназначен для эксплуатации в температурном диапазоне от минус 253 до плюс 600°С в конструкциях с чрезвычайно высоким давлением. Он имеет конусообразное исполнение, что позволяет обеспечить работоспособность арматуры в указанных условиях. Сглаженный переход воротникового фланца в корпус трубопровода достигается за счёт внедрения конуса фланца, его наибольший диаметр должен соответствовать диаметру корпуса трубопровода. Конструкция фланца эффективно снижает появление возможных препятствий при прохождении рабочей среды, турбулентности потока и способствует распределению возникающих напряжений в трубопроводе.

Свободный (накидной)

Фланцы данного типа разработаны в таком исполнении, что они свободно вращаются и перемещаются вдоль каркаса трубопровода, что упрощает устройство выемок для крепежных элементов. Их не требуется приваривать или жестко фиксировать. Соединение трубопроводов осуществляется двумя сварными швами по углам на внешней и внутренней поверхностях.  Данные фланцы не имеют выпуклой поверхности. Радиус поверхности стыка обычно стандартный и совпадает с радиусом трубы и остальных используемых фланцев. Часто используются в комплекте с фланцами других типов.

Предназначены для невысоких рабочих давлений и температурного диапазона от минус 30º до плюс +300°С. Имеют небольшие сроки службы и не применяется в трубопроводах с жидкой рабочей средой. Тем не менее, сделанный из качественной углеродистой стали, фланец свободного типа эффективен как бюджетный вариант исполнения для применения в коррозийно-устойчивых трубопроводах.

Раструбный

Исторически фланцы раструбного типа были предназначены для труб малого диаметра с высоким рабочим давлением. Сроки их службы по сравнению с фланцами свободного типа значительно выше. В настоящее время используются для соединений арматуры, работающей в температурном диапазоне от минус 20 до плюс 70°С. Соединение с каркасом трубы достигается сваркой с одного угла на внешней поверхности фланца. Недостатком фланца данного типа является высокая вероятность разрыва, особенно в коррозионно-неустойчивых трубопроводах, поэтому их использование ограничено.

Приварной плоский

Фланцы данного типа применимы в диапазоне рабочих температур от минус 70º до плюс 450ºС и максимальных давлений до 2,5 МПа. Являются наиболее распространенными, просты в изготовлении и имеют относительно низкую стоимость. Обычно, имеют конструкцию различной геометрической формы с отверстием под заданный диаметр арматуры и отверстиями под крепежные элементы.

При  стягивании фланцев данного типа болтами или шпильками получается косвенное бесконтактное соединение только за счёт уплотнительной прокладки. Могут применяться, в том числе, и в качестве опорных элементов для трубных конструкций различных технических объектов. Приварные плоские фланцы обеспечивают прочное присоединение опор к основанию и хорошо подвергаются демонтажу путем открепления болтов или шпилек.

Резьбовой

Резьбовые фланцы предназначены для объектов, эксплуатируемых в специфических условиях. Главное преимущество состоит в возможности их фиксирования на трубе без применения сварочных работ, только за счёт резьбового соединения, в редких случаях их совмещением. Резьбовые  фланцы часто используются в трубах небольшого диаметра и не применимы для конструкций, выполненных из труб малой толщины, так как нет возможности нанести на них резьбу.

Глухой

Глухой фланец (заглушка) представляет собой плоскую деталь без центрального отверстия под трубопровод, но с отверстиями по диаметру под крепежные элементы. Цель его применения – временное или постоянное перекрытие («заглушка») рабочего потока на торцевых концах каркаса трубы.

Широкое распространение заглушки получили в газопроводах,  холодных водопроводных магистралях, системах ливнестоков и др. Температурный диапазон применения достаточно широк: от  минус 70 до плюс 600°С.

Это интересно: Что такое свободный руль?

Классификация фланцев для трубопроводов

1. Заглушки, представляющие собой плоские конструкции без центрального отверстия, служат для перекрытия потоков рабочей среды.
2. Воротниковые (приварные) применяются при соединении труб встык. Они отличаются наличием специального воротника, то есть стального выступа для приваривания. Такие элементы характеризуются повышенной прочностью, часто именно они используются вместо плоских, когда надо монтировать трубопроводы с рабочей средой выше 450 градусов и с давлением выше 2,5 МПа.
3. Плоские фланцы – это диски, которые по центру имеют отверстие для присоединения трубы либо другого оборудования. По краю идут меньшие отверстия, чтобы фланцы могли прочно крепиться друг к другу при помощи специальных фиксирующих шпилек и болтов.

Фланцы разделяются на несколько видов, среди которых надо выделить:

Когда необходимо перекрыть трубу, используется фланец заглушка.

1. Прессованные, используемые для монтажа отдельных частей трубопровода, при необходимости подсоединения разного оборудования. Фланцы представляют собой круг с отверстием посередине, небольшим выступом и четырьмя небольшими отверстиями по краям для шпилек. Чаще всего изготавливаются из нержавеющей стали методом прессования. Стоимость их невелика, они применяются для соединения самых различных труб, в том числе водопроводных.
2. Алюминиевые (силуминовые) – это один из самых экономных вариантов, такие элементы выполнены в виде круга с отверстием посередине и восемью небольшими отверстиями по краям для креплений. Тип их свободный, отличаются устойчивостью к коррозии, но прочность их невелика. Применяются в том случае, когда нет необходимости монтажа высокопрочных изделий.
3. Заглушки представляют собой глухой диск с восемью отверстиями по краям для крепления. Используются в том случае, когда труба перекрывается, изготавливаются из стали. Заглушки ставятся для магистралей, местных трубопроводов. По размерам, форме повторяют соединительные фланцы.Выдерживают температуру рабочего потока от -70 до +600°C, давление – от 0,6 до 16 МПа.
4. Воротниковые изготавливают из стали, они имеют специальный выступ у центрального отверстия. Применяются они тогда, когда есть необходимость соединения самых разных систем в довольно большом диапазоне температурных значений. Чаще всего ставят их в промышленных трубопроводах, соединение осуществляется приварным методом.
5. Плоские фланцы – это распространенный тип крепежных и соединительных элементов. Они представляет собой плоский диск с центральным и боковыми отверстиями. Метод крепления – приварной, при помощи специальных шпилек.

Конструктивные особенности

Конструкция подобных соединительных элементов позволяет выдерживать не только большое давление, но и прочие неблагоприятные условия эксплуатации. Сама конструкция регламентируется ГОСТом, сегодня могут иметь девять исполнений:

• с соединительным выступом под углом в 45°. Является наиболее часто применяемым для различных условий;
• с соединительным выступом под углом в 90°;
• с выступом в 45°, с впадиной и выборкой изнутри;
• с шипом, имеет выступ в 90°;
• с кольцевидной выборкой, пазом;
• с внутренней фаской под линзовую прокладку;
• для прокладок овального сечения, имеет канавку на торцевой поверхности тоже овальной формы;
• две последние конструкции – комбинированные.

Преимущества фланцев из стали

Фланцы должны обладать способностью выдерживать высокие и низкие температуры, работать в химически активных средах, не поддаваться окислению, иметь высокие показатели пластичности и ударной вязкости.

Сегодня применяются самые различные фланцы, которые могут изготавливаться из алюминия, пластика, чугуна и стали. Последние обладают большими преимуществами, среди которых необходимо выделить такие, как:

• из нержавеющей стали – подходят для монтажа самых различных труб, включая полиэтиленовые;
• стальные фланцы отлично выдерживают температуру от -70 до +450°C;
• нержавейка очень устойчива к рабочим агрессивным средам, применять фланцы можно, начиная от обычных водопроводов с технической и питьевой водой и заканчивая транспортировкой химических веществ, кислот, щелочей в качестве рабочей среды;
• стальные фланцы считаются экологически чистыми, отвечают всем санитарно-бактериологическим требованиям, их можно применять для различных целей.

Из минусов надо отметить только стоимость стальных изделий, которая намного выше алюминиевых и пластиковых.
Но это вполне оправдывается, например, там, где фланцы из обычной углеродистой стали потребуют замены уже через год, изделия из нержавеющей стали могут продержаться не одно десятилетие.

Диаметр резьбы

• Все резьбовые крепежные детали имеют внутренний (гайки) и наружный (шпильки и болты) диаметр резьбы. В зависимости от назначения и нормативного документа, по которому изготавливается продукция, резьба может быть метрической и дюймовой. Метрический шаг резьбы измеряется в миллиметрах, а дюймовый — в дюймах.
• Шаг резьбы — расстояние между двумя соседними вершинами резьбы.
• В зависимости от назначения крепежного изделия большинство нормативных документов предусматривает возможность изготовления крепежа с различным шагом резьбы (крупный или мелкий шаг резьбы). Как правило, крупный шаг резьбы является основным и при заказе изделия не указывается.
• В отдельных случаях может быть выполнен шаг резьбы отличный от рекомендованного нормативными документами.
• Размер «под ключ» равен диаметру вписанной окружности.
• Как правило, для каждого номинального диаметра резьбы предусмотрена одна величина «под ключ».

• Длина болта — длина, которая указывается в обозначении изделия при заказе, в большинстве случаев не является габаритной характеристикой. Преимущественно длина болта, указываемая в обозначении изделия, равна длине стержня болта, т. е. высота головки болта в расчет не берется.
• Пример: для болта М12х120 — длина стержня болта равна 120 мм , при этом общая габаритная длина больше на высоту головки болта на 7,5 мм , т. е. общая габаритная длина равна 127,5 мм . На рис. 3: l — длина болта; l+ к = общая габаритная длина болта.

Длина шпильки

• Для большинства шпилек длина l, указываемая при заказе, обозначает общую габаритную длину шпильки. Однако некоторые нормативные документы предусматривают в обозначении шпилек не всю длину шпильки.
• Пример: ГОСТ 22032-76, распространяющийся на шпильки с ввинчиваемым концом длиной dv предусматривает обозначение длины шпильки, не включающей длину ввинчиваемого конца. l — длина шпильки, b — длина ввинчиваемого конца (рис. 4).

Исполнение 1

• Поле допуска резьбы обозначает точность исполнения резьбы.
• Чем больше значение поля допуска, тем больше отклонение параметров резьбы от номинальных.
• Для большинства крепежных изделий достаточным является поле допуска резьбы для наружной резьбы — 6д, для внутренней резьбы—6Н.
• Длина резьбового конца — длина части болта или шпильки, предназначенная для навинчивания гайки.

Краны шаровые муфтовые

Трубопроводная арматура устанавливается у конечных потребителей при тепло- и водоснабжении для отсекания потока рабочей среды. Например, на вводе водопровода, на подводе к унитазу, мойке, умывальнику. Краны шаровые муфтовые для воды просты в монтаже и демонтаже: подсоединение к линии происходит за счет резьбовой нарезки в корпусе разной комбинации:

• В-в (мама-мама) — внутренняя резьба с обеих сторон муфты.
• В-н (мама-папа) — с одной стороны внутренняя, с другой наружная.
• Н-н (папа-папа) — на обеих сторонах наружная нарезка резьбы.

Конструкция состоит из стального корпуса, в котором расположен сферический затвор со сквозным отверстием и шток, соединяющийся с ручкой-рычагом или «бабочкой» с ограничителем поворота. Для перекрытия потока ручку поворачивают на 90 градусов, при этом шток перемещает ось отверстия шара-затвора в плоскость, перпендикулярную направлению рабочей среды. Герметичность обеспечивается уплотнительными кольцами из полимеров.

Краны шаровые муфтовыелатунные подходят для трубопроводных систем с диаметром не больше 45 мм. Для установки запорной арматуры на трубах большего диаметра используется кран шаровой фланцевый.

Похожие записи:

Схемы подключения радиаторов отопления: обзор самых лучших способов Кладка газобетонных блоков: стоимость за кубометр и правильные способы экономии Выбор и монтаж дсп на пол Ливневая канализация своими руками: все о устройстве ливневки для дачи и частного дома Как клеить жидкие обои: этапы работ и рекомендации Лотки теплотрасс и прочих магистралей: классификация, технические характеристики и методы укладки