У цьому ж нормативному документі йдеться про основні різновиди фланців: фланець плоский, фланець приварний встик (комірний), фланець різьбової.
фланцева арматура
Споряджена фланцями трубопровідна арматура носить назву фланцевої арматури, а патрубок, що забезпечує фланцеве приєднання до трубопроводу, називається фланцевим патрубком.
Незважаючи на те, що кожен із способів приєднання трубопровідної арматури тяжіє до свого найбільш кращого поєднання умов (номінальні параметри арматури, матеріали, з яких вона виготовлена, властивості робочого середовища та ін.), «Сфери інтересів» різних типів приєднань можуть перетинатися. У цьому випадку з'являється привід говорити про технологічну конкуренції різних приєднань трубопровідної арматури. Так, наприклад, при проектуванні і спорудженні трубопровідних систем для транспортування зрідженого природного газу (СПГ) фланцевої арматурі безпосередньо «протистоїть» приварна арматура.
Як будь-яка інша, фланцеве з'єднання арматури, поряд з безумовними перевагами, має не найсильніші сторони. Але в разі фланцевої арматури баланс між ними все-таки частіше складається на користь «плюсів», і саме на фланцевих з'єднаннях зупиняють свій вибір проектувальники трубопровідних систем. Це наочно підтверджується високою питомою вагою фланцевої арматури серед інших різновидів арматури по приєднанню до трубопроводу.
Герметичність фланцевого з'єднання
Найважливіша вимога до будь-якого з'єднання трубопровідної арматури ─ герметичність. Розгерметизація фланцевих з'єднань відбувається не в силу притаманних їм об'єктивних недоліків, а через фактори суто суб'єктивних ─ несвоєчасного або недостатнього обслуговування. Щоб гарантовано підтримувати герметичність на високому рівні, необхідно періодично підтягувати фіксує з'єднання фланців кріплення. І, звичайно, не забувати міняти прокладки між фланцями.
Переваги фланцевого з'єднання ─ міцність, надійність, можливість багаторазового монтажу і демонтажу і використання в широкому температурному діапазоні. Фланців підвладні практично будь-які діаметри арматури, що переконливо доводить досвід провідних вітчизняних і зарубіжних виробників. Наприклад, компанія АРМАТЕК з Санкт-Петербурга поставляє відповідні фланці до трубопровідної арматури діаметром від 10 до 1800 міліметрів.
Фланці і ГОСТ
Вражаюче розмаїття фланців чи не перетворюється в хаос, навпаки, воно структуроване і впорядковано. Стандартизовані конструкції, варіанти виконання, типорозміри фланців, а також загальні технічні вимоги до них, що застосовуються для їх виготовлення матеріали, способи закріплення.
- ГОСТ 12815-80. Фланці арматури, сполучних частин і трубопроводів на Pу від 0,1 до 20,0 МПа (від 1 до 200 кгс / см2). Типи. Приєднувальні розміри і розміри ущільнювальних поверхонь;
- ГОСТ 12816-80. Фланці арматури, сполучних частин і трубопроводів на Pу від 0,1 до 20,0 МПа (від 1 до 200 кгс / см2). Загальні технічні вимоги;
- ГОСТ 12817-80. Фланці литі з сірого чавуну на Ру від 0,1 до 1,6 МПа (від 1 до 16 кгс / см2). Конструкція і розміри;
- ГОСТ 12818-80. Фланці литі з ковкого чавуну на Ру від 1,6 до 4,0 МПа (від 16 до 40 кгс / см2). Конструкція і розміри;
- ГОСТ 12819-80. Фланці литі сталеві на Ру від 1,6 до 20,0 МПа (від 16 до 200 кгс / см2). Конструкція і розміри;
- ГОСТ 12820-80. Фланці сталеві плоскі приварні на Pу від 0,1 до 2,5 МПа (від 1 до 25 кгс / см2). Конструкція і розміри;
- ГОСТ 12821-80. Фланці сталеві приварні встик на Pу від 0,1 до 20,0 МПа (від 1 до 200 кгс / см2). Конструкція і розміри;
- ГОСТ 12822-80. Фланці сталеві вільні на приварному кільці на Ру від 0,1 до 2,5 МПа (від 1 до 25 кгс / см2). Конструкція і розміри.
типи фланців
Фланці сталеві плоскі приварні «нанизуються» на трубу і приварюються безпосередньо до неї.
Особливість вільних фланців ─ діаметр їх внутрішнього отвору більше, ніж зовнішній діаметр труби, і вони легко обертаються на трубі, що істотно полегшує проведення монтажу.
Фланець сталевий плоский вільний на приварному кільці крім самого фланця включає кільце, що збігається з фланцем за величиною умовного діаметра. За допомогою зварювання фіксується тільки кільце, тоді як сам фланець залишається вільним. Це корисно при монтажі фланцевих з'єднань в незручних або важкодоступних місцях, а також при необхідності їх частого демонтажу і ремонтів.
Для використання фланців сталевих плоских вільних на відбортовці необхідна підготовка кінця труби. Його видозмінюють для освіти плоскою наполегливої поверхні. Такі фланці оптимальні на трубопроводах, виконаних з кольорових металів.
При монтажі фланців сталевих плоских вільних на хомуті під приварення замість замкнутого кільця використовують хомут.
Фланець сталевий приварний встик приєднується одним зварним швом, що з'єднує встик торець труби і «комір» фланця (тому такі фланці називають комірного). Внутрішній діаметр комірного фланця дорівнює діаметру труби.
Виконання ущільнювальної поверхні
- виконання A ─ площину;
- виконання B ─ з'єднувальний виступ (відповідає виконанню 1 тут і далі ─ відповідно до ГОСТ 12815-80);
- виконання C, L ─ шип (відповідає виконань 4 і 8);
- виконання D, M ─ паз (відповідає виконань 5 і 9);
- виконання E ─ виступ (відповідає виконанню 2);
- виконання F ─ западина (відповідає виконанню 3);
- виконання J ─ під прокладку овального перетину (відповідає виконанню 7);
- виконання K ─ під лінзову прокладку (відповідає виконань 6 і 8).
Виконання C, L і E допускається застосовувати тільки на вимогу замовника.
З усіх форм фланців ...
... оптимальною є кругла. Фланці іншої форми зустрічаються набагато рідше.
Хоча нормативи допускають виготовлення квадратних фланців всіх виконань за винятком фланців розмірного ряду 2, що мають чотири отвори під шпильки (болти) на номінальний тиск не більше PN 40.
До речі, в отворах фланців під кріпильні деталі допускається нарізкарізьблення.
Матеріали і технологія виготовлення фланців
Для виготовлення сталевих і чавунних фланців використовуються:
- сталь ─ вуглецева, низьколегована, теплотривка, корозійно-стійка;
- лиття ─ з легованої, високолегованої і нелегованої сталі;
- сірий чавун ─ СЧ 15, СЧ 20;
- ковкий чавун ─ КЧ 30-6;
- високоміцний чавун ─ ВЧ 40, ВЧ 45.
Технологія виготовлення фланців повинна забезпечувати неухильне дотримання їх геометричних розмірів і механічних властивостей.
Фланці типів 01, 02, 03, 04 допустимо виготовляти з листового прокату. За умови виконання зварних швів з повним проваром по всьому перетину фланці цих типів можна виконувати зварними. Фланці типу 11 (сталеві приварні встик) виготовляти з листового прокату не допускається. Їх виробляють з поковок або штампованих заготовок.
Фланці, виготовлені гарячої обробкою металів тиском ─ куванням, прокаткою, штампуванням, ─ в максимально повній мірі відповідають сучасним вимогам експлуатації. Особливо хороші результати приносить виготовлення фланців з використанням гарячого штампування і наступною термічною обробкою. Гарячештамповані поковки на сьогоднішній день є основним видом заготовок для фланців трубопровідної арматури. Особливо ця технологія актуальна при виготовленні фланців сталевих приварних встик.
Будучи в меншій мірі піддаються деформацій, чавунні фланці краще сталевих фланців зберігають форму, але вимагають більш дбайливого поводження, враховуючи відносну крихкість. Так, затяжку фланцевих з'єднань чавунної арматури необхідно виконувати з обережністю, щоб зайве завзяття не привело до зламу фланця.
кріпильні деталі
Роль кріплення у фланцевих з'єднаннях не можна недооцінювати. Болтів або шпильок доводиться «тримати удар» механічних навантажень, які прагнуть розірвати з'єднання. Кріпильні деталі (болти, шпильки, гайки) зазвичай виготовляють з того ж або близького за властивостями матеріалу, що і самі фланці. Уникаючи значної різниці коефіцієнтів лінійного розширення, вдається забезпечити важливу в процесі експлуатації синхронність реакції фланця і кріпильних деталей на зміни температури.
Отвори під кріпильні деталі у фланцях трубопровідної арматури повинні бути розташовані симетрично по відношенню до обох ─ вертикальної і горизонтальної ─ головним осях. Але тільки не на них самих.
Щоб зберегти час, що витрачається на підбір, і скоротити витрати на доставку необхідного кріплення, його зручно замовити в комплекті з фланцями в одній компанії. Це, крім того, послужить гарантією їх повної сумісності. Таку можливість отримують замовники, які звернулися в компанію АРМАТЕК. Тут також допоможуть укомплектувати фланці міжфланцеве прокладками з різних матеріалів. Адже від їх властивостей і якостей в значній мірі залежить герметичність фланцевого з'єднання.
Прокладки фланцевих з'єднань
Матеріал прокладки повинен відповідати умовам її експлуатації з урахуванням параметрів (тиск, склад, температура) робочої і навколишнього середовища.
Рухоме або нерухоме ущільнення фланцевих роз'ємів забезпечують різними матеріалами: гумою, пароніту, легкоплавким ущільнювачем і ін. Фланці плоскі герметизують, застосовуючи м'які металеві або гофровані прокладки з м'яким набиванням.
Для виконань фланців A, B, C, D, E і F допустимо використання широкого переліку прокладок: металевих (у т. Ч. Зубчастих), металографітові на основі терморасширяющегося графіту (ТРГ), спірально-навитих (СНП), еластичних (вони особливо затребувані для чавунних фланців). Якщо мова йде про шкідливі речовини 1, 2 або 3 класів небезпеки або пожежо-вибухонебезпечних речовин, для фланців з виконанням ущільнюючих поверхонь A і B слід використовувати хвильові прокладки ТРГ з пружним вторинним ущільненням, а прокладки СНП споряджати двома обмежувальними кільцями.
Фланці з поверхнями ущільнювачів виконань K і J застосовують з лінзовими прокладками, а також прокладками овального і восьмикутного перетину. А фланці з поверхнями ущільнювачів виконань L і M ─ з прокладками на основі фторопласта-4.
Важливий параметр фланцевого з'єднання трубопровідної арматури ─ зусилля стиснення прокладки, величина якого вимірюється в сотнях кН.
Розміри прокладки повинні забезпечувати збирання фланцевого з'єднання з урахуванням розмірів виконань ущільнюючих поверхонь фланців, а конструкція ─ центрування прокладки при складанні, запобігаючи можливості видавлювання. Кращу фіксацію прокладки можуть забезпечити окремі елементи конструкції фланця. Наприклад, паз під прокладку і шип у відповідному фланці утворюють свого роду замок, який захищає прокладку і тим самим підвищує надійність з'єднання.
позначення фланців
Для зручності і можливості порівняння «старий» і «новий» порядок маркування зведений в невелику таблицю.