Типы фланцев в трубопроводах (краткий обзор)

Какие фланцы наиболее распространены в трубопроводе? Как они выглядят? Ключевыми типами фланцев являются воротниковый, с удлиненным воротником, плоский, раструбный, свободный, резьбовой и заглушка. В дополнение к этим стандартным фланцам существуют некоторые специальные, называемые велдофланец/нипофланец и элбофланец, поворотный фланец, фланец расширения и выпускной фланец.

Стандартные типы фланцев

Тип фланца, который будет использоваться для трубопровода, зависит, главным образом, от требуемой прочности фланцевого соединения. Фланцы используются, в качестве альтернативы сварным соединениям, для облегчения операций по техническому обслуживанию (фланцевое соединение может быть демонтировано быстро и удобно).

Далее описаны ключевые типы фланцев с изображениями.

Воротниковый фланец

Фланец с приваренной горловиной («WN») имеет длинную коническую втулку, которая может быть приварена с помощью трубы.

Этот тип фланца обычно используется в условиях высокого давления и при высоких/низких температурах, когда требуется беспрепятственный поток жидкости, транспортируемой трубопроводной системой (отверстие фланца совпадает с отверстием трубы).

Отсутствие перепадов давления предотвращает негативные эффекты, такие как турбулентность и эрозия/коррозия металлов вблизи фланцевых соединений.

Коническая втулка обеспечивает плавное распределение механического напряжения между трубой и приварным фланцем с горловиной и облегчает проведение рентгенографических проверок для выявления возможных утечек и дефектов сварки.

Размер фланца (NPS и schedule) должен соответствовать размеру соединительной трубы.

Фланец приварной с горловиной соединен с трубой одним V-образным стыковым сварным швом с полным проходом.

Фланец приварной с удлиненным воротником

Приварные фланцы с удлиненным воротником («LWN») аналогичны фланцам с приварной горловиной, за исключением того, что горловина (коническая втулка) вытянута и действует как расточка.

Фланцы с удлиненным воротником обычно используются на сосудах, колоннах или бочках. Эти типы фланцев доступны также в вариантах с тяжелой втулкой (HB) и равной втулкой (E).

Фланец плоский приварной

Плоский приварной фланец соединяется с трубой или фитингами двумя угловыми сварными швами, один выполняется внутри, а другой – снаружи полости фланца.

Размер отверстия плоского фланца больше, чем наружный диаметр соединительной трубы, поскольку труба должна скользить внутри фланца, чтобы соединиться при выполнении углового шва.

Плоские фланцы также определяются как «накидные фланцы», и их легко узнать благодаря их тонкой и компактной форме.

Разница между воротниковым и плоским фланцем

Фланцевые соединения, изготовленные с помощью плоских фланцев, впоследствии, более хрупкие, чем соединения, выполненные с помощью фланцев с приваренной горловиной (при аналогичных условиях эксплуатации). Это очевидно из-за следующих фактов:

Еще одно преимущество фланца с приваренной горловиной заключается в том, что его можно соединять либо с трубами, либо с фитингами, тогда как фланцы с раструбным соединением подходят только для труб.

Резьбовой фланец

Резьбовые фланцы соединяются с трубами путем навинчивания трубы (с наружной резьбой, обычно NPT согласно ASME B1.20.1) на фланец без шовных сварных швов (однако в некоторых случаях небольшие сварные швы применяются для увеличения прочности соединения ).

Резьбовые фланцы доступны в размерах до 4 дюймов и различных номинальных давлениях, однако они используются, в основном, для трубопроводов небольшого размера в условиях низкого давления и при низких температурах, таких как водопроводные и воздушные коммуникации.

Резьбовые фланцы также являются обязательными во взрывоопасных зонах, таких как автозаправочные станции и установки, так как выполнение сварных соединений в таких средах было бы опасным.

Раструбный фланец

Раструбные фланцы соединяются с трубами с помощью единого углового шва, выполняемого на внешней стороне фланца (отличается от типа плоского фланца, который требует двух сварных швов).

Согласно ASME B31.1, для выполнения фланцевого соединения с использованием раструбного фланца труба сначала должна быть вставлена ​​в гнездо фланца, пока не достигнет нижней части фланца, затем она должна быть поднята на 1,6 мм и, наконец, заварена.

Этот зазор следует оставить, чтобы обеспечить правильное расположение трубы внутри фланцевой муфты после затвердевания сварного шва.

Соединительные фланцевые соединения используются для трубопроводов небольшого размера и высокого давления, которые не переносят высококоррозионные жидкости.

Это связано с тем, что эти типы фланцев подвержены коррозии в зоне зазора между концом трубы и буртиком муфты.

Их статическая прочность фланцев сварного шва сходна с плоскими фланцами, но их усталостная прочность выше из-за наличия единственного вместо двойного углового шва.

Свободный фланец

Свободные фланцы имеют плоскую поверхность и всегда используются вместе с заглушкой.

Свободные фланцы напоминают по форме плоские фланцы, за исключением радиуса на пересечении поверхности фланца и отверстия для размещения фланцевого участка заглушки.

Фланец свободный на приварном кольце проскальзывает по трубе и опирается на заднюю часть патрубка, и оба они удерживаются вместе при помощи болтов.

Использование свободных фланцев в сочетании с наконечниками является экономически эффективным решением для трубопроводов из нержавеющей стали или никелевого сплава, поскольку материал свободного фланца может быть более низкого качества (как правило, углеродистая сталь), чем материал патрубка (который должен соответствовать марке трубы, так как находится в контакте с транспортируемой жидкостью).

Таким образом, это решение имеет следующие два преимущества:

Глухой фланец

В отличие от всех типов фланцев, указанных выше, глухие фланцы не имеют центрального отверстия и используются для заглушения или уплотнения трубопровода, клапана/сосуда под давлением и блокирования потока жидкости.

Глухие фланцы должны выдерживать значительные механические нагрузки из-за давления в системе и требуемых болтовых усилий.

Глухие фланцы обеспечивают легкий доступ к трубопроводу, поскольку их можно легко отстегнуть, чтобы оператор мог выполнять действия внутри конца трубы (это также причина, по которой иногда глухой фланцевый тип используется в качестве люка для сосудов под давлением) ,

Может быть интересно, что, хотя этот тип фланцев проще в изготовлении, они продаются по средней цене за килограмм по сравнению с другими типами фланцев.

Особые типы фланцев

Нипофланец

Нипофланец используется для отводов под углом 90 градусов и представляет собой изделие, изготовленное путем соединения фланца с приваренной горловиной с кованым ниппелем.

Тем не менее, нипофланец представляет собой цельный кусок кованой стали, а не два разных продукта, сваренных вместе.

Для установки нифофланца персонал по обслуживанию трубопровода должен приварить ниппельную часть устройства к рабочей трубе и прикрутить фланцевую часть к фланцу разветвленной трубы.

Нипофланцы доступны в различных материалах, таких как углеродистая сталь ASTM A105 (высокотемпературная обработка), ASTM A350 (низкотемпературная углеродистая сталь), ASTM A182 (марки нержавеющей стали, включая дуплекс и супер дуплекс) и никелевые сплавы (Inconel, Incoloy, Hastelloy и т.д.).

Нипофланцы также изготавливаются в усиленном варианте, который обладает дополнительной механической прочностью по сравнению со стандартным нипофланцем.

Велдофланец

Велдофланец в принципе похож на нипофланец, так как он представляет собой комбинацию фланца с приваренной горловиной и соединения фитинга ответвления (в данном случае велдолет). Велдофланцы сделаны из единственного куска твердой кованой стали, не сваривая отдельные части вместе.

Элбофланец и латрофланец

Другими менее распространенными типами фланцевых олетов являются так называемые элбофланец (комбинация фланца и элболета) и латрофланец (комбинация фланца с латролетом). Элбофланцы используются для разветвления трубопровода под углом 45 градусов.

Поворотный фланец

Поворотные фланцы облегчают выравнивание отверстий под болты между двумя сопряженными фланцами, что полезно во многих обстоятельствах, таких как установка трубопроводов большого диаметра, подводных и морских трубопроводов, работы на мелководье и в аналогичных условиях. Поворотные фланцы подходит для нефти, газа, углеводородов, воды, химических и других жидкостей, требующих применения в нефтехимической и водохозяйственной сферах.

Например, в случае трубопровода большого диаметра труба оснащена на одном конце стандартным воротниковым фланцем и поворотным фланцем на другом конце: просто вращая поворотный фланец на трубе, оператор может достичь идеального выравнивания отверстий под болты более простым и быстрым способом.

Основными стандартами для фланцев с поворотным кольцом являются ASME/ANSI, DIN, BS, EN, ISO и т.д. Наиболее распространенным стандартом для нефтехимического применения является ANSI/ASME B16.5 или ASME B16.47.

Поворотные фланцы доступны во всех стандартных формах обычных фланцев, то есть, воротниковые, плоский, свободный, раструбный и т. д, Для всех марок материалов и в широком диапазоне размеров (размеры могут варьироваться от 3/8 ”до 60 ”и номинальное давление от 150 до 2500).

Поворотные фланцы могут быть изготовлены из углеродистой стали (ASTM A105), легированной стали (ASTM A182 F1, A182 F5, A182 F9, A182 F91) и нержавеющей стали (ASTM A182 F304, A182 F304L, A182 F316, A182 F316L).

Фланец расширения

Фланцы расширения, или «расширительные фланцы», используются для увеличения проходного отверстия трубопровода от конкретной точки к другой или для соединения труб с другими механическими устройствами, такими как насосы, компрессоры и клапаны, которые имеют различные размеры входных отверстий.

Расширительный фланец, представленный на рисунке, представляет собой фланец с приваренной горловиной с большим отверстием на конце без фланца.

Расширительные фланцы можно использовать для увеличения диаметра рабочей трубы только на один или максимум два размера, но не более (пример: от 2 до 3 или максимум 4 дюйма).

Фланцы расширения являются более дешевым (и более легким) решением по сравнению с комбинацией перехода приварного встык и стандартного фланца (который является стандартным решением для расточки труб выше 2 размеров).

Наиболее распространенными материалами для фланцев расширения являются A105 (высокотемпературная углеродистая сталь), A350 (LTCS) и ASTM A182 (нержавеющая сталь и выше).

Номинальное давление и размеры фланцев расширения соответствуют спецификации ANSI / ASME B16.5 и доступны с приподнятой или плоской поверхностью (RF, FF).

Фланец уменьшения

Фланцы уменьшения, иначе называемые уменьшающими фланцами, выполняют функцию, противоположную фланцам расширения, указанным выше, то есть они используются для уменьшения диаметра трубопровода.

Диаметр проходной трубы может быть безопасно уменьшен только на 1 или 2 размера (в противном случае необходимо использовать решение, основанное на комбинации перехода приварного встык и стандартного фланца).

Фланцы уменьшения доступны в большинстве размеров и марок материалов и обычно не доступны на складе.

Фланцы уменьшения следуют тем же соображениям с точки зрения спецификаций, размеров и марок материала, что и фланцы расширения.

Последний тип кованого изделия, который напоминает форму фланца, – это так называемая обтюратором: хотя фланец и не совсем правильно, между трубами используется заглушка (или кольцевая прокладка или лопата) для механической изоляции трубопровода и в очень простой способ. Более подробная информация представлена в другом разделе нашей вики для трубопроводов.

Другая классификация фланцев

Форма является наиболее очевидным способом классификации различных типов фланцев. Однако существуют другие способы классификации фланцев, и они:

Виды и типы фланцев

Фланцы бывают нескольких видов и типов, в этой статье мы расскажем вам о них.

Воротниковый фланец

Воротниковый фланец имеет длинную конусообразную конфигурацию. Такая конструкция формирует требуемые усилия во время применения фланца в устройствах с высочайшим давлением, а также в конструкциях, отличающихся значительными пониженными и повышенными температурными режимами. Незаметный переход воротникового изделия в толщу трубной стены или фитинга выполняется посредством конуса и считается невероятно полезным при многоразовом сгибании, которое образуется из-за прямолинейного расширения или при формировании прочих переменных препятствий.

Диаметр воротникового фланца равен диаметру трубы. В результате не возникает препятствий при прохождении потока какой-либо жидкости. Турбулентность на соединениях также не возникает, что значительно снижает риск возникновения эрозийных процессов. Данный вид фланца способен эффективно распределять напряжение посредством конусообразной ступице и значительно упрощать радиографический контроль, который ведется за дефектоскопией.

Читайте также:  Фундамента под кирпичный забор: как залить своими руками

Накидной фланец

Установленная прочность такого типа фланца под воздействием давления, находящегося внутри изделия, равняется двум третьим от показателя прочности изделия, имеющего приварную горловину (воротник). Продолжительность службы накидного продукта также значительно меньше воротникового.

Состыковка труб происходит в двух сварных швах, расположенных по углам на наружной поверхности, а также на внутренней поверхности изделия.

Между концом трубы и внешним концом фланца имеется трехмиллиметровое расстояние. Оно не допускает повреждение поверхности изделия в момент проведения сварочных работ.

Раструбный фланец

Сначала раструбный фланец был адресован малогабаритным трубам, внутри которых имелось высокое давление. Статистическая прочность подобных изделий равна идентичным показателям накидных фланцев. Зато они способны прослужить в два раза дольше, чем накидные изделия.

Раструбный фланец соединяется с трубой посредством шва с одним углом, расположенным на наружной поверхности фланца. Чтобы осуществить сварку, необходимо заранее сформировать пространство, отделяющее фланец от трубы.

Минусом раструбного вида фланца считается высокая степень вероятности разрыва. В изделиях, подверженных коррозийным процессам, например, в трубах, выполненных из нержавейки, зазоры, разделяющие трубу и фланец, способны спровоцировать появление коррозии. При некоторых работах применение данного вида фланца также не разрешается.

Свободно вращающийся фланец

Фланец, способный свободно вращаться, обладает размерами идентичными с прочими фланцами. Но у него отсутствует выпуклая поверхность. Благодаря этому все другие фланцы принято применять в комплекте с этой моделью.

Они отличаются от накидных фланцев размером радиуса стыка, расположенного на внешней стенке изделия и радиуса отверстий, предназначенных для фиксации элементов фланца, не имеющего буртика.

Их возможности держать требуемый показатель давления не слишком мощные, а срок эксплуатации в десять раз меньше этого показателя воротникового продукта.

Фланцы способны беспрепятственно двигаться вдоль трубы. Их не требуется приваривать или фиксировать каким-либо приемом. Давление, имеющееся в стыках болтов, отправляется на специальную прокладочную систему под давлением изделия.

Такой вид фланца обладает некоторыми достоинствами. Его способность свободно перемещаться вдоль трубы упрощает устройство выемок, предназначенных для болтов.

Невозможность взаимодействия с жидкими веществами в трубопроводе дает возможность применять этот бюджетный фланец, сделанный из качественной стали с добавлением углерода в дуэте с коррозийноустойчивыми трубами.

Фланцевый патрубок

Это устройство фиксируется внахлест и играет роль подложного изделия. Подобное соединение фланцев используется при низких показателях давления. В несложных устройствах это также достаточно бюджетный способ отбортовки.

В устройстве, где трубы выполнены из нержавейки, можно установить фланец, сделанный из углеродной стали, поскольку он не взаимодействует с продуктом, расположенным в трубе.

Подобный патрубок годится для труб с любым диаметром.

Резьбовой фланец

Данный продукт предназначен для специфических обстоятельств. Его главное достоинство заключается в том, что его можно зафиксировать на трубе без применения сварочных работ. В некоторых случаях сварка применяется в комплекте с нарезным соединением.

Эти типы фланцев довольно часто применяются в трубах с небольшими размерами. Однако данное изделие не годится для трубопроводов, выполненных из тонких труб, поскольку их тонкие стенки нет возможности оснастить резьбой.

Глухой фланец

У глухого фланца отсутствует центральное отверстие. Его обычно применяют для перекрытия трубных концов, а также концов клапана либо полости камеры, в которой имеется высокое давление.

Если вас интересует цена на фланец avk combi, узнайте её в интернете.

Типы фланцев и их назначение

Содержание

Деталь округлой, квадратной или прямоугольной формы с центральным сквозным отверстием применяется во всех сферах промышленности. Она соединяет трубы, которые участвуют в укладке технологических и магистральных трубопроводов, патрубки, емкости, машины, приборы и другие трубопроводные элементы. Позволяет многократно использовать арматуру.

Монтаж/демонтаж производится посредством шпилек (болтов), гаек. Герметичность фланцевого соединения достигается с помощью регулярной периодической затяжки крепежных единиц и установки (замены) специальных прокладок.

В зависимости от уплотнительных поверхностей различают следующие типы исполнения приварных фланцев по ГОСТ:

Основные виды фланцев

Существуют следующие виды стальных трубодеталей:

Фланцы тип 01

Представляют собой приварные плоские детали. Они устанавливаются на трубопроводы условным проходом до 2400 мм, выдерживают нагрузки в системе не более 25 кгс/см2. Трубодеталь типа 1 надевается на трубу, закрепляется по ее окружности с помощью двух сварных швов. Используется в нефтяной, химической, нефтегазовой, пищевой, металлургической и прочих отраслях промышленности.

Фланец тип 02

Состоит из двух частей: диска, кольца со сквозными отверстиями в центре. Элемент типа 2 изготавливается из стали по чертежам, размерам отраслевого стандарта. Эксплуатируется при давлении до 2,5 МПа, монтируется на трубы номинальным диаметром до 600 мм.

Сначала насаживается пластина, затем – звено, которое приваривается к трубопрокату. Фланец остается подвижным, позволяя стыковать трубные участки без поворота. Такие детали используются:

Фланец тип 11

Характеризуется наличием выступа в виде усеченного конуса («воротника» или «шеи»). Трубодеталь монтируется методом сварки встык, исключает течь рабочей среды. Создает герметичное соединение трубопроводных участков, подводит трубопроводы к резервуарам, сосудам и аппаратам, работающим под давлением до 250 кгс/см2.

Воротник минимизирует напряжение у основания детали, передавая усилия на трубу. Устройство используется для оборудования номинальным сечением до 4000 мм.

Фланец тип 21

Стальная литая деталь является частью самой арматуры. Она производится из стали, серого или ковкого чугуна согласно требованиям технической документации. Выдерживает постоянные нагрузки до 25 МПа.

Чугунные устройства обладают большим весом, чем стальные аналоги, меньше подвержены деформации, лучше сохраняют свою форму.

Фланцы других типов

В зависимости от регламентирующего стандарта (российского, американского, немецкого/европейского) устройства отличаются размерами, материалами, допусками, наличием/отсутствием резьбы, маркировкой, массой, механическими свойствами. Конструкция остается неизменной. Различия в классификации обозначений в нормативной документации устраняются посредством таблиц перевода.

Помимо представленной выше продукции существуют следующие типы фланцев по ГОСТ 12815, ASME, DIN: e (rf), f, e-f, д, б, 7. Буквами и цифрами обозначается исполнение детали: выступ, впадина, выступ-впадина, паз, соединительный выступ, под прокладку овального сечения, соответственно. От формы поверхности изделия зависит место расположения уплотнительного кольца.

Типы уплотнений фланцев

Герметичное соединение трубопроводов и его частей устраняет возможность образования течи транспортируемых продуктов. Обеспечивает безопасную работу оборудования и всей системы. С помощью прокладок осуществляется более плотное прижатие элементов, исключение щелей, зазоров, трения.

Существуют три вида уплотнителей:

Выбор продукции зависит от типа уплотнительной поверхности фланца и условий эксплуатации (давления, температурных значений, степени агрессивности рабочих потоков). Чугунные трубодетали монтируются только с эластичными прокладками.

Допускается ли использовать разные типы фланцев

Металлический элемент в форме диска (реже – квадрат или прямоугольник) стыкует трубы, сальники и прочие пустотелые цилиндрические объекты. Он обеспечивает плотное прижатие предметов, не дает возможности рабочим жидкостям вытекать наружу. Фланцевое соединение подразумевает использование надлежащих уплотнений, которые вставляются между двух деталей, зажимаются ими, исключая просветы.

Каждое изделие имеет уникальную конструкцию: углубления, выемки, проушины, выступы, резьбовые отверстия и т.д., под которую подбирается уплотнительный материал. Ввиду этого фланцы устанавливаются попарно.

При стягивании конструкционно различающихся трубодеталей произойдет разгерметизация контакта. Она приведет к деформации системы и нарушению ее работы.

Разрешается применение нескольких видов продукции на одном трубопроводном участке. При этом запрещается соединять объекты, которые не подходят друг к другу по исполнению.

Сборка и установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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:

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:

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.

Назначение и классификация фланцев

Назначение фланцев

Итак, разберёмся, что такое фланец, для каких целей его используют? Какие типы фланцев бывают?

Фланец – это металлическая деталь различной геометрической формы, используемая в трубопроводных арматурах для герметичного и прочного присоединения элементов трубопроводов друг к другу и к специальному оборудованию. Равномерно по периметру фланец имеет отверстия для обеспечения прочного соединения деталей с помощью шпилек, болтов и других крепежных элементов. В настоящее время производят 9 вариантов фланцев разной формы и размеров площади стыка.

Фланцы любого типа и назначения в большинстве случаев изготавливают из стали широкого ряда марок. Выбор материала определяется рабочей средой, для использования в которой предполагается фланец.

В настоящее время наибольшее распространение в производстве фланцев получили марки стали:

Нормативная отраслевая документация

Способы производства фланцев, используемые материалы, технические характеристики, рекомендуемые области их назначения в Российской Федерации регламентированы государственными и межгосударственными отраслевыми стандартами.

Таблица 1 – Типы фланцев и соответствующие им ГОСТы

На современном этапе существует 2 подхода к классификации фланцев: по типу соединения и способу изготовления.

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.

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.

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.

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.

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 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.

Классификация по способу изготовления

Данная классификация основывается на промышленных способах изготовления металлических фланцев.

Ковка. Способ ковки металлических деталей основывается на пластичных свойствах металла. Заключается в многократной обработке металлической заготовки под давлением, за счёт чего достигаются требуемые конструкторской документацией технические параметры изделия.

Центробежное электрошлаковое литье (ЦЭШЛ). Сырье (металлы, сплавы металлов) для таких деталей подвергается электрошлаковой переплавке. После чего отправляется в форму для создания заготовки. Такой метод позволяет создавать заготовки с минимальными припусками, которые удаляются при помощи резки. Данная технология позволяет изготавливать фланцы больших диаметров.

Горячая штамповка. Штамповка – достаточно производительный технологический способ и представляет многостадийный процесс, осуществляемый в 4 этапа: осадка, формообразование, прошивка, обрезка. Данным методом получают заготовки заданной формы и размеров. Штампованные заготовки, как и литьевые, подвергаются механической доработке до заданных размеров чаще всего методом резки.

Изготовление из раскатных колец. Данный метод основывается на изготовлении заготовок путем раскатки из металлических колец, после чего деталь подвергается механической обработке. Подходит для изготовления фланцев больших размеров.

Резка. Способ, используемый для обработки металлических заготовок, при котором с детали снимаются шероховатости и припуски. Осуществляется на металлорежущих станках. В настоящее время существуют разновидности резки: электроискровая, лазерная, ультразвуковая, химическая и др. В результате получают изделия с требуемыми техническими характеристиками.

Как мы убедились, типов, вариантов исполнений и способов изготовления фланцев достаточно много. При выборе фланца, как составляющей трубопроводной арматуры, должное внимание следует обратить на материал, производителя, соотношение цена-качество изделия. Правильно выбранный фланец поможет обеспечить надежность и работоспособность всей трубопроводной технической конструкции.

Швеллер: виды, производство и область применения

Строительная индустрия сегодня не обходится без такого изделия, как швеллер. Эти товары выпускают из стали П-образной формы. Такой вид сечения выделяет его из множества других металлоконструкций. Готовое изделие может иметь толщину от 0,4 до 1,5 см, при высоте стенок от 5 до 40 см.

Технология производства этих металлоконструкций из цветных металлов заключается в обработке материала методом выдавливания и прессования. Швеллеры из стали изготавливают методом прокатки заготовки изделия на сортовом станке. Строительная индустрия находит применение всем разновидностям этого материала.

Производство стальных швеллеров

Если говорить простым языком, швеллер — это устройство, необходимое для придания высокой устойчивости строительным конструкциям. Он распределяет всю осевую нагрузку по поверхности сооружения. Таким образом, при нагрузках на изгиб обеспечивается высокая прочность и жесткость конструкций из металла.

Но в отличие от обычной балки, швеллеры имеют особенное П-образное сечение. Технология производства сводится к способу прокатки стали горячим методом в сочетании со способом холодной деформации. Помимо стали, для производства этого предмета, применяют цветные металлы. А чаще всего в качестве цветного металла применяется алюминий.

По требованиям ГОСТа швеллер из стали (8240−97) выпускают в форме сортового проката из стали 3пс/сп5, а также проката из сплавов 09г2с. По своей форме изделия подразделяют на два вида:

Швеллер из стали с П-образным сечением, полученный приемом горячей прокатки, представляет собой одну из разновидностей этого продукта. Выглядит предмет как две полочки, расположенные параллельно друг другу и имеющие одну соединительную стенку.

Такие изделия выпускают с тремя разновидностями:

Современное оборудование позволяет выпустить швеллеры нестандартных размеров с учетом требований заказчика. При этом уклон внутренних граней не должен превышать 10%. Предмет из стали горячей прокатки не теряет своей востребованности среди отраслей легкой и тяжелой промышленности.

Разновидности горячекатаного швеллера

Варианты выпуска этого товара сегодня предусматривают возможность его применения в автомобильной и вагоностроительной области. При помощи гибочных станков современная промышленность выпускает гнутые швеллеры:

При этом способе производства применяется метод холодной и горячей прокатки. В свою очередь, такое производство предусматривает изготовление равнополочной и неравнополочной продукции. Такой способ считается специальным и применяется только для выполнения изделий, способных выдерживать высокие нагрузки на изгиб.

Изготовление низколегированного изделия из стали необходимо для строительных областей, где требуется использование материалов с высокой стойкостью к динамическим нагрузкам и устойчивостью к высоким температурным колебаниям.

Существует пять классификаций этого изделия, которые маркируются соответствующей буквой:

Области применения

В строительной области эта продукция нашла свое широкое применение. С их помощью возводят не только многоэтажные дома жилого назначения, но и промышленные предприятия, небольшие загородные дома. Эти товары к тому же востребованы при возведении мостов и ограждений, заборов, ферм и прочих конструкций из металла.

Область использования гнутого швеллера сводится к возведению каркасов при ремонте или строительстве домов. Среди преимуществ этого изделия можно выделить:

Строительная область предусматривает применение этого изделия вкупе с конструкциями из бетона. Этот металлопрофиль позволяет без применения сварного соединения собрать конструкцию. С этой целью промышленность выпускает перфорированные изделия. Такая продукция позволяет исключить применение сварочного оборудования, особенно когда это невозможно.

Перфорированный швеллер находит свое применение при фиксации электрокоммуникаций. Особую популярность ему придает легкость применения и транспортировки. Для его производства применяется сталь с применением полимерного покрытия или цинкового напыления, произведенного порошковым способом.

Чтобы придать трубопроводу высокую износостойкость, можно использовать швеллер в качестве каркаса для менее прочных труб. Продукция из алюминия применяется в легких конструкциях, таких как офисные перегородки, стеллажи, витрины.

Швеллер. Виды и применение. Маркировка и особенности

Швеллер – вид металлопроката с П-образным поперечным сечением. Широко используется при сборке металлоконструкций, строительстве станков. Форма сечения швеллера позволяет ему при сравнительно небольшой массе выдерживать значительную нагрузку без деформации.

Что такое швеллер

Название металлопроката имеет немецкое происхождение. Оно переводится как «юбка». Такое название обусловлено П-образным сечением. Швеллеры изготавливаются из цветных и черного металла. В зависимости от состава сплава изделие имеет разные технические характеристики, даже при одинаковом сечении.

П-образная форма швеллера делает его крепким на изгиб. Однако изделие рассчитано на давление только на плоскую широкую сторону. Примыкающие к нему боковины выступают укрепляющими элементами, так называемыми ребрами жесткости. Они не позволяют швеллеру сгибаться. В то же время при давлении на него сбоку деформация произойдет при существенно меньшем усилии.

Широкая сторона швеллера называется главной стенкой. Боковые укрепляющие стороны называются полками. Производство данного металлопроката строго регламентируется требованиями ГОСТ. Каждый его вид рассчитан под определенные условия использования и имеет свой стандарт.

По уровню устойчивости швеллеры уступают только двутавровым балкам. Это делает их крайне распространенными. Хотя они и слабее, но на их производство уходит меньше металла, что делает их более доступными.

Швеллер производится различных размеров:
Сфера использования
Стальные швеллеры в основном применяются в сфере строительства. Ими выполняют:

Из боле легкого стального металлопроката собирают каркасы массивных станков. Швеллеры применяются при изготовлении кранов и прочей подъемной спецтехники. Промышленностью предлагаются перфорированный металлопрокат, который может использоваться для сборки конструкций без сварки на заклепки или болтовые соединения. Он активно используется для соединения с бетонными конструкциями, в которые заранее забетонированы анкеры или шпильки с резьбой.

Швеллеры из алюминия – это облегченные изделия, предназначенные для сборки легких прочных офисных перегородок. Из них делают крепкие стеллажи для складов. Они могут использоваться в помещениях с избыточной влажностью, поскольку не подвержены коррозии.

Расшифровка маркировки

Как и прочий металлопрокат, швеллер маркируется. В нем используется буквенное обозначение. Умея его читать, можно определять назначение или технические особенности проката.

В маркировке используются буквы кириллицы, обозначающие в первую очередь тип профиля:

Перед буквенной маркировкой швеллера имеется цифра. Она указывает на его высоту в сантиметрах. К примеру, 16П означает, что изделие имеет параллельные полки, расстояние между которыми по главной стороне составляет 160 мм.

Часто, в описании технических данных изделия, применяется маркировка латинскими буквами. Эти показатели записываются в ряд, изредка к изделию прилагается чертеж со всеми размерами.

Обозначения латиницей указывают:

В маркировке швеллеров также можно встретить буквы «А» и «В». Наличие буквы «А» указывает, что изделие имеет повышенную прочность. «В» прописывается у металлопроката обычной прочности.

Отличие швеллеров с разной маркировкой

Швеллеры с типоразмером «П» являются самыми востребованными. Изделия с маркировкой «У» имеют уклон боковин внутрь. Такой прокат существенно крепче при одинаковой толщине стенок с аналогами с П-образным профилем. Данные изделия занимают основную часть всего сортамента выпускаемого промышленностью.

Изделия с маркировкой «С» являются специальными, нестандартными. Они в основном делаются по особому заказу, и найти их в свободной продаже сложно. Они не соответствуют требованиям ГОСТ, в частности по размерам или химическому составу металла. При этом их параметры являются строго рассчитанными под те особые нагрузки, для которых прокат произведен.

Также редкими, но все же встречаемыми в продаже без спецзаказа являются швеллеры с маркировкой «Э» и «Л». У изделий марки «Л» тонкие стенки. Они используются в качестве армирующего элемента для бетонных конструкций. Небольшая толщина стенок делает железобетон более легким. При этом меньшая стойкость швеллера к изгибу компенсируется бетоном. Прокат с маркировкой «Э» используется для строительства сооружений с низкой несущей нагрузкой. Его стенки еще тоньше, чем у облегченного легкого швеллера, сделанного по ГОСТ. Примером его использования является применение в качестве основания для вентилируемого фасада. Швеллер «Э» используется как профиль для закрепления легких фасадных плит.

Виды швеллеров по способу изготовления
Данный металлопрокат изготавливается путем деформации рулонной стали. Это делается двумя методами:
  1. Горячего катания.
  2. Холодным прокатом.

Горячекатаный швеллер является более прочным и сложным в изготовлении. Как следствие он дороже. Для его изготовления рулонная сталь разогревается до температуры +1200°С, что делает ее мягкой и податливой. Раскаленная заготовка протягивается через вальцы станка, приобретая П-образное сечение. Поскольку прокат выполняется по горячему металлу, то тот не накапливает внутреннее напряжение.

Для получения обычного гнутого швеллера нагрев докрасна не проводится. Металлическая полоса выгибается за счет сильного давления. Как следствие в таком изделии присутствует внутреннее напряжение.

Технология производства швеллера горячим прокатом позволяет получать изделия с уклоном граней. Такой прокат маркируются буквой «У». За счет уклона формы он имеет более высокую устойчивость к деформации. При холодном изгибе швеллер всегда имеет параллельные полки. Если их сгибать без прогрева больше, чем под прямым углом, то металл лопнет по изгибу.

Критерии выбора швеллера по типоразмеру и материалу изготовления

Швеллеры используются в основном в многоэтажном строительстве, а также при возведении каркасных сооружений, в первую очередь торговых центров, автосалонов, ледовых катков. Подобные строения возводятся с предварительной разработкой технической документации и чертежей. Проектировщик здания руководствуется нормативами, к примеру, ГОСТом 8240-97. В нем указывается, какой типоразмер горячекатаного швеллера может использоваться для тех или иных нагрузок. Таким образом, выбор типоразмера проката выполняется строго по нормативам. При этом существует правило, что изделие должно иметь запас прочности минимум 5% от проектной нагрузки. Если швеллер будет иметь меньшую прочность, то он согнется под давлением стройматериалов, нарушив здание.

Помимо ГОСТа определяющего выбор типоразмера швеллера, также имеются нормы обязывающие при проектировании и закупке материала учитывать химический состав металла, из которого сделан прокат. Большинство швеллеров изготавливаются из стали 3ПС. Это изделия для легких сооружений. Также они могут применяться для строения со средней массой, но только при условии наличия в маркировке буква «А», которая указывает на утолщение стенок. Для тяжелых зданий используется ассортимент из стали 09Г2С. Это горячекатаная продукция, отличающаяся высокой прочностью. Также для отдельных целей производятся швеллеры из нержавеющей стали. Они не подвержены коррозии, могут эксплуатироваться в кислой и щелочной среде. Такой прокат рассчитан в первую очередь на строительство промышленных производственных объектов, занятых в химической сфере.

Для неответственного домашнего строительства расчетная прочность швеллера является не столь критичным показателем. В основном прокат используется для сооружения перекрытий. В таком случае можно игнорировать табличные показатели изделий. Для легкого перекрытия частного дома в большинстве случаев достаточно даже швеллеров с минимальным сечением.

Стандартизация длины
Для швеллеров применяются несколько стандартов длины, которые позволяют определять его фактические параметры. Они бывают:

В первых двух вариантах допускается отклонение по длине от заявленного показателя в большую или меньшую сторону до 40 мм. Это применимо к обрезкам длиной 2-8 м. То есть допускается, что продаваемое изделие при заявленной длине 2 м будет 1,96 м, или вместо 8 м по факту 7,96 м. Это нужно учитывать при проектировании, чтобы компенсировать возможную нехватку длины.

Также швеллер мерной длины или кратной мерной может иметь небольшую кривизну. Граничный ее показатель не должен составлять более 0,2% от фактически длины проката. То есть, обрезок швеллера 8 м может иметь изгиб по центру с отклонением от прямой до 1,6 см.

Немерные швеллеры подобных ограничений не имеют. Они могут быть любой длины в диапазоне 2-12 м. При этом изделие может иметь существенное искривление, полученное в результате нарушения технологии производства или условий хранения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *