Этот метод значительно экономит затраты на обработку, но все же является единственным способом производства больших фланцев и нестандартных изделий.
Виды стальных фланцев
Фланец — это плоская деталь с рядом отверстий одинакового диаметра, которая используется в качестве герметичного соединения между трубами.
В заводские отверстия вставляются винты, гвозди и другие виды крепежа, чтобы закрепить изделие на трубе.
Размер фланца зависит от диаметра трубы. Как правило, это стандартные размеры.
Прежде чем описывать различные типы фланцевых конструкций, давайте рассмотрим преимущества такого соединения:
- Высокая надежность соединительной арматуры.
- Высокая надежность арматуры с точки зрения высокой надежности арматуры, способности выдерживать высокое рабочее давление и перепады температур.
- Высокая термостойкость и высокая нагрузочная способность соединения.
- Повторяющаяся сборка и разборка без ухудшения эксплуатационных характеристик.
- Гибкость подключения, а также широкий выбор конструкций.
Эти фитинги используются в энергетике, коммунальных трубопроводах, а также при монтаже теплосетей, газопроводов, промышленных предприятий и объектов связи.
Использование фланцевых соединений считается простым в установке, недорогим в производстве и надежным в эксплуатации трубопроводов. Положительные стороны определяются рядом конструктивных особенностей:
- продукт плоский,
- по всей окружности имеются небольшие отверстия одинакового диаметра,
- круглой или квадратной формы,
- присутствует центральное отверстие, соответствующее диаметру проводника.
Соединительная арматура обычно изготавливается из стали. Наиболее популярными являются следующие марки:
- Ст. 20 является наиболее популярным сырьем в виде углеродистой стали. Изделие используется в качестве соединительной арматуры при температурах среды д о-40 градусов.
- 09g2s — это сплав никеля, хрома и молибдена. Продукт можно использовать при низких температурах д о-70 градусов Цельсия.
- 12х18н10т — криогенная сталь — самая стойкая сталь в агрессивных средах, при экстремально высоких (до +350 градусов) и экстремально низких температурах (д о-196 градусов).
- 10х17н13м2т — это коррозионностойкая сталь, которая может использоваться при экстремально низких и высоких температурах. Рабочий диапазон составляет о т-196 до +600 градусов.
- 15х5м — это высокотемпературная низколегированная сталь с высокой стойкостью к окислению. Фланцы из этого сырья могут использоваться при температурах о т-600 до +600 градусов.
Давайте поговорим подробнее о типах стальных фланцев.
Типы фланцев трубопровода
На рынке представлено несколько типов трубных фланцев. Давайте рассмотрим самые популярные из них.
Это плоские фитинги, которые устанавливаются на трубы диаметром до 2400 мм. Водонепроницаемая конструкция выдерживает нагрузку до 25 кгс/см2. Фитинг крепится к трубе двумя сварными швами. Тип 01 используется в различных отраслях промышленности (химической, нефтяной, металлургической).
Конструкция фланца состоит из диска и кольца со сквозным отверстием посередине. Фитинги устанавливаются на трубы с номинальным диаметром до 600 мм. Сначала пластина вставляется в трубу, а затем приваривается фитинг. Фланец сохраняет подвижность для соединения труб без вращения. Его можно использовать на сложных соединениях для облегчения осмотра и ремонта оборудования/критических частей трубы.
Помимо классификации по типу фланцевого соединения, существует также классификация по конструкции.
Виды фланцев по исполнению
Согласно национальному законодательству ГОСТ, существуют следующие типы фланцев в зависимости от их конструкции:
1. с соединительным наконечником (исполнение 1) — особенностью изделия является фаска под углом 45 градусов. Фланец изготавливается в соответствии с техническими условиями ГОСТ 12820-80 и 12821-80.
2. с выступом (2) — эти фланцы имеют выступ с прямой фаской. Между соединительными элементами имеется уплотнение, которое исключает механическое трение и обеспечивает высокую герметичность соединения элементов трубопровода.
3. с полостью (3) — соответствующее изделие для рисунков 1 и 2. глубина полости соответствует высоте выступа, чтобы соединение было максимально вдавлено в трубу.
4. с шипом (4) — на поверхности фланца имеется кольцевой выступ. Конструкция рассчитана на высокие механические нагрузки.
5. с канавкой (5) — особенностью является кольцевое углубление на поверхности изделия. Паз представляет собой выемку, характеристики которой соответствуют высоте и форме штифта.
6. для линзового уплотнения (6) — линзовое уплотнение выполняет балансировочную функцию. Его сферическая форма после зажатия становится плоской, заполняя все пространство в стыке между фланцем и трубами.
7. прокладка с овальным сечением (7) — качество и свойства изделия регламентированы ГОСТ Р 53561-2009. На внешней стороне фланца имеются канавки.
8. с прокладкой для уплотнения PTFE (8) — конструкция изделия аналогична четвертому варианту. Однако разница заключается в использовании прокладок из ПТФЭ. Это обусловлено устойчивостью материала к химически агрессивным средам и высоким температурам, а также низким коэффициентом трения.
9. с углублением для уплотнения из ПТФЭ (9) — это уплотнение восьмого исполнения. В сочетании с этим зажимом он образует герметичную структуру, способную выдерживать высокое давление.
Уплотнения на металлических трубах с помощью винтов
Эти фитинги рекомендуются для установки ответвлений в нефтяных или газовых трубах, отходящих от основной трубы. Или при прокладке труб вблизи потенциальных источников блуждающего тока. Или когда необходимо соединить элементы из разных сплавов.
Методы изготовления фланцев
Фланцы могут быть изготовлены различными методами:
- Горячее формование,
- горячее формование, теплое формование, газовое формование,
- центробежное литье с электролитическим шлаком,
- гибка полосовой стали,
- Процесс ковки.
Метод изготовления стального фланца определяет его конечную стоимость.
Давайте подробнее рассмотрим некоторые методы производства фланцев.
1). Горячее тиснение
- Шаг 1: Сталь нагревается до определенной температуры.
- Под давлением специального пресса, которое составляет от 1,6 до 2,5 тонн, происходит штамповка фланцевой заготовки.
- Шаг 3: Деталь помещается в штамп, и поверхность фланца многократно перфорируется.
- Шаг 4 Отожженная поковка помещается в пресс, где срезается «фаска» (излишки металла в штампе) и фрезеруется отверстие в центре.
- Шаг 5: Обработка поковки — заключительный этап производства фланцев.
Ковка (штамповка) придает фланцу отличные механические свойства.
Этот метод является самым дорогим, но наиболее широко используемым в России.
2). Процесс газовой резки
Из стали определенной толщины вырезается деталь.
Оборудование для резки металла используется для придания формы и калибровки детали, а электросварочное оборудование — для сварки.
Этот метод значительно экономит затраты на обработку, но все же является единственным способом производства больших фланцев и нестандартных изделий.
3). Центробежное литье с электролитическим шлаком.
Расплавленный металл помещается в неподвижные или вращающиеся формы (литье под давлением).
Этот метод является самым дешевым, но прокладки, изготовленные этим методом, имеют пористый, хрупкий металл и, следовательно, более низкие прочностные характеристики.
Классификация стальных фланцев
Плоский фланец (ГОСТ 12820-80) надевается на трубу и затем приваривается по периметру соединения. Он используется при температуре о т-70 до 450 °C и давлении до 25 кгс/см².
Труба вставляется во фланец и сваривается двумя швами (внутренним и внешним) на поверхности торца.
Это соединение требует много времени, так как выполняются два сварных шва и трубу необходимо поворачивать для совмещения отверстий.
Свободный фланец на приварной втулке (ГОСТ 12822-80) более удобен для установки. Он используется в труднодоступных местах и для частого ремонта. Он используется при температурах о т-70 до 450 °C и давлении до 25 кгс/см².
Соединение свободных стальных фланцев в сварное кольцо.
Шаг 1: Фланец надевается на трубу, которая вставляется в раструб, а затем сваривается. Другая часть соединения приваривается таким же образом. Таким образом, к трубам привариваются только кольца, а фланцы легко наворачиваются на трубы или муфты.
Исполнения фланцев
Согласно требованиям ГОСТа, существует девять различных поверхностей фланца (для свободного фланца возможна только одна сварная фаска).
Существует схема соединения фланцев в зависимости от исполнения:
- Версия № 1 (с плечевым соединением) комбинируется с версией № 1,
- исполнение № 2 (с выступом) — с исполнением № 3 (с отрицательным давлением),
- деталь № 4 (пружина) — с деталью № 5 (паз),
- № 6 (для фланца объектива) — с исполнением № 6,
- No.7 (для овального уплотнения) — с исполнением No.7,
- No.8 (со скобой) — с исполнением No.9 (с пазом) с обязательным использованием прокладки из PTFE.
Условный проход фланцев (Ду)
Допустим, у нас есть две соединенные трубы или сопло в теплообменнике или в каком-то резервуаре. Иногда люди думают, что внешний диаметр трубы или пробки должен быть таким же, как внутренний диаметр прокладки — это заблуждение.
Рядом с обозначением фланца всегда должна стоять буква. Если буквы нет, то считается, что это буква А.
Эта зависимость применима к плоским фланцам и фланцам с приваренной втулкой, в то время как для воротников с приваренным концом зависимость отсутствует. Номинальное отверстие фланца является наиболее важным параметром, от которого зависят все геометрические размеры. Это означает, что если вы знаете номинальный диаметр фланца, все остальные размеры назначаются автоматически.
Например, DN 100 соответствует наружному диаметру трубы 108 мм или 114 мм (в зависимости от исполнения и буквы А или В (ГОСТ 12816-80).
