Что такое фланец трубы фото


Фланцевые соединения

17.04.2018

Слово «фланец» пришло в русский язык из немецкого языка, также как и непосредственно само фланцевое соединение. В немецком существительное Flansch обозначает ровно то же самое, что и производное от него русское слово «фланец», ─ плоскую металлическую пластину на конце трубы с отверстиями для резьбового крепежа (болтов или шпилек с гайками).

Фланцы являются одним из самых распространенных разъемных соединений, которые используются в промышленности. Они служат для соединения отдельных частей аппаратов. Также они используются для присоединения к аппарату трубопроводов, трубопроводной арматуры, датчиков контрольно-измерительных приборов, для соединения между собой отдельных участков трубопроводов и т д.

Распространенность фланцевых соединений трубопроводной арматуры обусловлена множеством присущих им достоинств. Самое очевидное из них ─ возможность многократного монтажа и демонтажа.

Рис. 1. Фланцы

Фланцевые соединения отличаются прочностью и надежностью, что позволяет использовать их для комплектации трубопроводных систем, работающих под высоким давлением. При соблюдении ряда условий фланцевые соединения обеспечивают очень хорошую герметичность. Для этого стыкуемые фланцы должны иметь аналогичные, не выходящие за рамки допустимой погрешности, присоединительные размеры. Еще одно из условий ─ обязательная периодическая подтяжка стыков, позволяющая поддерживать на должном уровне «хватку» болтовых соединений. Это особенно важно при постоянном воздействии на них механических вибраций или наличии существенных колебаний температуры и влажности окружающей среды. И чем больше диаметр трубопровода, тем это актуальнее, ведь по мере его увеличения усилие на фланцы возрастает. Герметичность фланцевых соединений во многом зависит от уплотнительной способности устанавливаемых между фланцами прокладок.

Способность фланцевого соединения противостоять давлению, температурам, а в случае применения особых материалов, агрессивным средам, с возможностью перераспределения нагрузок в местах соединений (паропроводы, предприятия химической промышленности и пр.) делает данный вид соединения просто незаменимым при больших диаметрах трубопроводов. При малых диаметрах трубопроводов фланцевые соединения не оправданы, так как муфтовые (резьбовые) соединения отвечают всем требованиями при своей экономичности. 

Как правило, фланцевые соединения имеют круглую форму, так как она наиболее надежна и проста в исполнении. Однако, при необходимости, фланцевые соединения могут быть изготовлены с квадратной или прямоугольной формой патрубка.

Прямоугольные и квадратные фланцевые соединения достаточно сложны в обработке и не всегда обеспечивают необходимую герметичность, поэтому применять их следует только в случае крайней необходимости.

1. Типы фланцевых конструкций

По конструкции и способу соединения c корпусом аппарата различают следующие основные типы фланцев:

Рис. 2 Типы фланцевых соединений

На территории Российской Федерации наибольшее распространение получили три следующих фланцевых стандарта:

По ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.

По ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык.

По ГОСТ 12822-80 — фланец стальной свободный на приварном кольце.

Таблица 1. Варианты исполнения фланцевых соединений.

1.1 Плоские приварные фланцы (рис. 3) являются самыми простыми по своей конструкции.

Их широко применяют на стальных аппаратах и трубопроводах. Плоские приварные фланцы представляют собой плоские кольца, приваренные к краю обечайки по её периметру. Они также могут изготавливаться с защитным кольцом (рис. 4) в целях экономии конструкционного материала. Этот тип фланца применяется при следующих условиях: Ру.=0,1 – 2,5 МПа, температура рабочей среды - до 300 °С.

Рис. 3. Плоский приварной фланец

Рис. 4. Плоский приварной фланец с защитным кольцом

1.2 Фланцы воротниковые имеют несколько конструктивных разновидностей. 

Фланцы приварные воротниковые обладают более высокой жесткостью и прочностью. Они применяются при давлениях до 20 МПа.

Наиболее распространены фланцы кованые и приварные встык, широко применяемые на стальных сварных аппаратах. Приварные встык фланцы (рис. 5) имеют конические втулки-шейки. Втулка фланца приваривается стыковым швом к обечайке и значительно увеличивает прочность фланца. Если аппарат изготовлен из дорогостоящей легированной стали, то такой фланец в целях экономии конструкционного материала делают с защитным кольцом (рис. 5). Этот тип фланцев применяется при следующих условиях: Ру.= 1,6 – 6,4 МПа, температура рабочей среды - до 300 °С.

Рис. 5. Фланец приварной с шейкой

На чугунных и стальных литых аппаратах делают воротниковые фланцы, отлитые заодно с корпусом аппарата.

Находят применение фланцы, сваренные из двух частей: тарелки и втулки (шейки).

Рис. 6 – Фланец, сваренный из двух частей

На аппаратах и трубопроводах из кислотостойкой стали фланец иногда выполняют из углеродистой стали и защищают его накладками из кислотостойкой стали.

Рис. 7 – Фланец, защищенный накладками из кислотостойкой стали

1 – кислотостойкая сталь; 2 – углеродистая сталь

1.3 Фланцы стальные свободные на приварном кольце могут быть выполнены в нескольких вариантах. Этот тип фланца применяется при: Ру.=0,1 – 2,5 МПа, температура рабочей среды - до 300 °С

Стальные свободные фланцы на отбортовке применяют на аппаратах из мягких цветных металлов (алюминия, меди и др.), а также из некоторых пластмасс, поддающихся отбортовке. Их также используют при необходимости максимально сэкономить конструкционный материал, например титан или высоколегированную сталь. Фланцы на отбортовке применяют для условного давления до 0,6 МПа.
 

Рис. 8 – Фланец свободный на отбортовке

Фланцы на утолщении (бурте) устанавливают на аппаратах из стекла, керамики и пластмасс, не поддающихся пластической деформации (например, фаолита - кислотоупорной термореактивной пластмассы), а также в тех случаях, когда считают нежелательным сварку патрубка из высоколегированной стали с фланцем, изготовленным из углеродистой стали. Фланцы с буртом, укрепленные шейкой, применяют для весьма значительных давлений – до 10 МПа.

Рис. 9 – Фланец на утолщении (бурте)

1.4 Фланцы на резьбе применяют на трубопроводах высокого давления, где сварка нежелательна, а также там, где есть необходимость снимать фланец для разборки узла.

Рис. 10 – Фланец на резьбе

1.5 Свободные разборные фланцы применяют для соединений трубопроводов и аппаратов из стекла, керамики и других хрупких материалов. 

Они выполняются в двух вариантах:

Фланцы разъемные из двух частей. Изготавливают такие фланцы из ковкого чугуна. Обе половины стягиваются болтами.

Рис. 11 – Фланец разъемный из двух частей

• Фланцы с разъемным кольцом. Этот вид фланцев дешевле и удобнее в монтаже/демонтаже, чем разъемные, но менее компактный.
 

Рис. 12 – Фланец с разъемным кольцом

1 – кольцо из двух половин

1.6 Фланцы со стяжными скобами применяют для эмалированных аппаратов, чтобы уменьшить массу и улучшить температурный режим при обжиге эмали. Такое соединение выдерживает давление до 0,5 – 0,6 МПа. Скобы устанавливают с очень малым шагом (почти вплотную).

Рис. 12 – Фланец со стяжной скобой

2. Варианты исполнения фланцевой поверхности

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 14), При подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности. Следует отметить, что для свободных фланцев различные исполнения возможны только у приварного кольца.

Рис. 13. Варианты исполнений поверхности фланца.

1. - соединительный выступ; 2 - выступ; 3 – впадина; 4 – шип; 5 – паз; 6 – под линзовую подкладку; 7 – под прокладку овального сечения; 8 – с шипом под фторопластовую прокладку; 9 – с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланцы с выступом, впадиной применяются при давлении до 1,6 МПа. Фланцы с шип-пазом применяют при обработке ядовитых, коррозионных и взрывоопасных сред при давлении до 6,4 МПа. Фланцы в исполнении 1 используются при условном давлении не выше 6,3 МПа.

Существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:

Рис. 15. Схема стыковки фланцев по исполнениям уплотнительной поверхности

3. Прокладки фланцевых соединений

Надежность и качество фланцевого соединения во многом зависит от выбора уплотнительной прокладки. Для фланцевых соединений применяются как мягкие неметаллические, полуметаллические, так и полностью металлические прокладки.

Прокладка – это отдельный сжимаемый элемент соединения, который, находясь в сжатом состоянии между фланцевыми деталями трубопроводов, под действием давления от затянутых крепежных изделий, заполняет собой промежуток между соединяемыми деталями. 

Подвижное или неподвижное уплотнение фланцевых разъемов обеспечивают различными материалами: резиной, паронитом, легкоплавким уплотнителем и др. Фланцы плоские герметизируют, применяя мягкие металлические или гофрированные прокладки с мягкой набивкой.

Для исполнений фланцев 1, 2, 3, 4, 5 допустимо использование широкого перечня прокладок: металлических (в т. ч. зубчатых), металлографитовых на основе терморасширяющегося графита (ТРГ), спирально-навитых (СНП), эластичных (они особенно востребованы для чугунных фланцев). Если речь идет о вредных веществах 1, 2 или 3 классов опасности или пожаро-взрывоопасных веществах, для фланцев с исполнением уплотнительной поверхности 1 следует использовать волновые прокладки ТРГ с упругим вторичным уплотнением, а прокладки СНП снаряжать двумя ограничительными кольцами. 

Более подробную информацию об уплотнительных материалах Вы сможете почерпнуть из статьи «Уплотнения в трубопроводной арматуре».

Фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 6 и 7 применяют с линзовыми прокладками, а также прокладками овального и восьмиугольного сечения. А фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 8 и 9 ─ с прокладками на основе фторопласта-4.

Размеры прокладки должны обеспечивать собираемость фланцевого соединения с учетом размеров исполнений уплотнительных поверхностей фланцев, а конструкция ─ центрирование прокладки при сборке, предотвращая возможность выдавливания. Лучшую фиксацию прокладки могут обеспечить отдельные элементы конструкции фланца. Например, паз под прокладку и шип в ответном фланце образуют своего рода замок, защищающий прокладку и тем самым повышающий надежность соединения.

4. Условный проход. Особенности его обозначения

Очень важно отметить, что условный проход не является внешним диаметром трубы, а обозначает проход (сечение), по которому протекает среда через фланцевое соединение. Одной из особенностей фланцев стальных плоских приварных и стальных свободных на приварном кольце на диаметры условного прохода Ду 100,125 и 150 мм является то, что возможны три их конструкции под различные наружные диаметры трубы.

Поэтому при заказе этих фланцев на Ду 100,125 или 150 мм необходимо указывать букву, соответствующую требуемому диаметру трубы. Если в заявке (спецификации) на данные типоразмеры фланцев буква не указана, то фланцы изготавливаются под следующие диаметры трубы: 100А, 125А, 150Б  (табл. 2).

Таб. 2. Соответствие условного прохода Ду 100,125 и 150 наружному диаметру трубы.

Особенностью фланцев с диаметром условного прохода Ду > 200 мм является то, что из-за различных классов точности изготовления труб и фланцев, расточка внутреннего диаметра фланцев плоского, свободного и его кольца допускается по фактическому наружному диаметру трубы с зазором на сторону не более 2,5 мм , т. е. по всему внутреннему диаметру фланца и кольца не более 5,0 мм. Другими словами, при изготовлении трубы возможно отклонение от идеальной формы круга, таким образом, труба может не соответствовать внутреннему диаметру фланца, что в свою очередь затрудняет соединение трубы и фланца.

5. Давление

Еще одной важной конструктивной особенностью всех изделий, составляющих фланцевое соединение, является условное давление, которое может выдержать соединение. Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Фланец стальной плоский приварной (ГОСТ 12820-80, рис.1) и фланец стальной свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) выдерживают давление до 25 кгс/см2, а вот фланец стальной приварной встык (ГОСТ 12821-80) может выдерживать давление до 200 кгс/см2.

При этом особенностью данного показателя является то, что он может выражаться в различных единицах измерения: кгс/см2, Па, МПа, атм., бар. Единицей измерения при производстве и обозначении фланцев является кгс/см2.

 Основными марками стали для производства фланцев считаются следующие:

• Сталь 20 или сокращенно Ст.20 (регламентируется ГОСТом 8479-70) — сталь конструкционная углеродистая качественная. Фланцев из такой стали ст. 20 распространены чаще всего и их применяют при монтаже различной трубопроводной арматуры в магистралях (вода, пар, и т.д.) с температурой внешнего воздействия не ниже — 40 градусов и внутренней температурой не выше +475 градусов Цельсия.

• Не менее распространенной при изготовлении фланцев является так же марка стали 09г2с, сокращенно ст. 09Г2С (соответствующая ГОСТу 19281-89) – такая сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций. Отличием ее от стали 20, является то, что фланцы 09г2с могут эксплуатироваться с температурами внешнего воздействия до — 70 градусов. И соответственно (нефть, природный газ и т.д.), тем не менее, температура рабочей среды не должна превышать + 475 градусов Цельсия.

• Сталь марки 12Х18Н10Т (соответствует ГОСТ 25054-81) – такая сталь является конструкционной криогенной. Фланцы из стали 12Х18Н10Т разрешается эксплуатировать в агрессивных условиях например, разбавленные растворы азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей, с диапазоном рабочих температур от -196 до +350 градусов Цельсия.

• Сталь марки 10Х17Н13М2Т (соответствует ГОСТ 25054-81) – эта марка коррозионно-стойкая обыкновенная. Разрешена эксплуатация таких изделий в средах имеющих повышенную агрессивность, обладает устойчивостью против электрохимической и химической коррозии, коррозии под напряжением и др., диапазон разрешенных температур от -196 до +600 градусов Цельсия. Имеет длительный срок службы.

• Сталь марки 15Х5М (ГОСТ 20072-74) обладает свойствами жаропрочности, является низколегированной. Такая сталь используется для изготовления фланцев способных обладать высокой сопротивляемостью окислению при температуре 600-650 градусов. Обладает жаростокостью.

Конечно, кроме перечисленных марок сталей в производстве стальных фланцев могут применяться и другие марки сталей, например: 13ХФА, 10Г2ФБЮ, 08Х18Н10Т, 17Г1С, 10Г2С, 30ХМА, 40Х и другие.

7. Фланцевый крепеж

Крепеж — это детали, которые служат для неподвижного соединения частей машин и конструкций. К ним обычно относят детали соединений: болты, винты, шпильки, гайки, шурупы, глухари, шплинты, шайбы, заклепки, штифты и многое другое.

Крепежные изделия принято делить на две основные группы:

1. Общепромышленный  крепеж, применяемый практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства, не обладающий узкими специализированными характеристиками.

2. Крепеж специального назначения  характеризуется узкоспециализированной областью применения (например, автомобильный, железнодорожный, и др.).
 

Рис. 16 Фланецы, скрепленные крепежом

Для таких изделий свойственна четкая направленность на применение в конкретной области или даже продукции (механизмы, изделия и т. п.), обусловленная специальными характеристиками.

Фланцевый крепеж  предназначен для соединения деталей трубопроводов. К деталям фланцевого крепежа относятся: болт, шпилька, гайка, шайба.

Болт - крепежная деталь для разъемного соединения частей машин и сооружений в виде стержня с резьбой на одном конце и шести- или четырехгранной головкой на другом.

Рис. 17. Болт

Гайка - деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой. Крепежная гайка в резьбовом соединении навинчивается на конец болта или шпильки или же на резьбовой участок вала, оси для закрепления от осевого перемещения сидящих на них деталей — подшипников качения, шкивов и т. п.

Рис. 18 Гайка

Шайба — деталь, подкладываемая под гайку или головку винта. Шайбы общего назначения применяют для увеличения площади опоры, если опорная поверхность из мягкого материала или неровная, а также, если отверстие под винт продолговатое или увеличенного диаметра. Косую и сферические шайбы используют для устранения перекоса гайки или головки винта при затяжке. Быстросъемную шайбу применяют в приспособлениях для экономии времени на снятие обработанной детали и установку новой. Уплотнительную шайбу из мягкого материала ставят под головку резьбовой пробки для обеспечения герметичности соединения. Пружинная шайба уменьшает опасность самоотвинчивания винтов или гаек благодаря силам упругости сжатой шайбы. Стопорная (запирающая) шайба путем отгибания ее частей устраняет возможность поворота гайки или винта относительно опорной детали или вала. Концевые шайбы препятствуют осевому перемещению вдоль вала неподвижно закрепленных или вращающихся на валу деталей.

Рис. 19 Шайба

Шпилька — крепежная деталь, представляющая собой металлический стержень с резьбой на обоих концах. Конец шпильки ввинчивается в одну из соединяемых деталей, а другая деталь прижимается к первой при навинчивании гайки на другой конец шпильки. Возможно также соединение деталей шпилькой, на концы которой навинчивают гайки. Существует большое количество нормативных документов, в которых сформулированы технические требования к крепежу. Например, требования к крепежу, используемому во фланцевых соединениях, изложены в ГОСТ 20700-75. Эти требования обусловлены условиями эксплуатации: рабочим давлением, характеристиками среды и т. д. Конструкция и размеры крепежных изделий регламентируются в ГОСТ 9064-75,9065-75, 9066-75.

Рис. 20 Шпилька

8. Основные параметры фланцевого крепежа

8.1 Рабочее давление

Это давление, с которым транспортируется по системе жидкость (газ, пар и т. д.). Следовательно, чем выше рабочее давление в системе, тем с более высокими прочностными характеристиками необходимо выбирать крепеж. В свою очередь, необходимые прочностные характеристики крепежа обеспечиваются правильным выбором материала, режимами термической обработки и т. д. Таким образом, в диапазоне температур от -40 до + 400 °С, и при давлении до 100 кгс/см2 рекомендуется применять крепеж, изготовленный из стали 35, в то время как увеличение давления до 200 кгс/см2 требует применение крепежа из стали 20X13.

8.2 Рабочая температура

Одним из важнейших параметров является рабочая температура. Исходя из того, какую температуру имеет среда, которая будет транспортироваться по трубопроводу, а также с учетом внешней среды, зависит и марка стали, из которой будет изготовлен крепеж. Каждая марка стали имеет определенный диапазон рабочих температур, при которых крепежное изделие может обеспечить прочность и надежность соединения.

Например, при одном и том же номинальном давлении при температуре не ниже -30 °С рекомендуется применять шпильки из стали 35, в то время как при предполагаемой температуре эксплуатации до -70 °С следует применять крепеж, изготовленный из хладостойких марок стали, например, 09Г2С или 10Г2.

8.3 Рабочая среда

Существуют определенные характеристики рабочей среды: температура, химические свойства (состав — агрессивный, неагрессивный).

В соответствии с перечисленными выше показателями должен подбираться фланцевый крепеж. Для агрессивных сред подбирается крепеж, который может выдержать негативное разрушительное влияние этой среды. К таким маркам стали относятся 20X13,14X17Н2, 12Х18Н9Т и другие.

8.4 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.

Пример: М12 — метрическая резьба с номинальным диаметром 12 мм 3 / 4 " — дюймовая резьба с номинальным диаметром 3 / 4 дюйма.

8.5 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.

Пример: болт М12x1,25 — болт с метрической резьбой, номинальным диаметром 12 мм и мелким шагом резьбы 1,25 мм .

8.6 Размер «под ключ» равен диаметру вписанной окружности.

Как правило, для каждого номинального диаметра резьбы предусмотрена одна величина «под ключ».

Пример: для гайки с номинальным диаметром резьбы 16 мм предусмотрен размер «под ключ» S, равный 24 мм .

8.7 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. 

8.8. Длина шпильки

Для большинства шпилек длина, 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.

8.9 Длина резьбового конца — длина части болта или шпильки, предназначенная для навинчивания гайки.

8.10 Покрытие

В случае необходимости защиты крепежного изделия от негативного воздействия окружающей среды возможно нанесение на его поверхность различных защитных покрытий (цинк, хром, никель и др.).

 

Подбор фланцевого крепежа

Фланцевый крепеж подбирается в соответствии со следующими документами: ГОСТ 20700-75; ГОСТ 12816-80; ГОСТ 9064-75; ГОСТ 9066-75; ПБ 10-115-96; ПБ-03-75-94; ОСТ 26-2043-91; ОСТ 26-2037-96; ОСТ 26-2038-96; ОСТ 26-2039-96; ОСТ 26-2040-96; ОСТ 26-2041-96 и другими нормативными документами, регулирующими применение крепежа в зависимости от его назначения.

Чтобы правильно подобрать крепеж необходимо помнить о том, что им будет комплектоваться конкретное фланцевое соединение, следовательно, необходимо учитывать такие параметры:

рабочее давление

рабочая температура

рабочая среда (газ, вода, пар, нефть и т. д.)

внешняя среда

Помимо вышеперечисленных параметров на выбор крепежа влияет и марка стали, из которой изготовлен фланец. Рассматриваются наиболее часто применяемые марки стали фланцев и даются рекомендации по вариантам комплектации их фланцевым крепежом:

1. Существуют определенные ограничения по выбору типа крепежа для фланцевого соединения. При давлении до 25 кгс/см2. Можно установить как болт, так и шпильку. При давлении же свыше 25 кгс/см2, согласно ГОСТ 12816-80, применение болтов не допускается.

2. Для фланцевых соединений существует большое количество рекомендуемых марок материала для комплектации. При изготовлении крепежной пары гайка-шпилька из одной и той же марки стали, твердость гайки должна быть на 20 единиц меньше, чем у шпильки. Это обусловлено тем, что при возникновении избыточного давления в системе вероятно повреждение шпильки, при этом гайка не будет повреждена. В этом случае сложнее будет выявить неполадку. Если шпилька выполнена методом накатки резьбы, то ГОСТ 20700-75 допускает изготовление пары из материала с одинаковой твердостью.

9. Расчеты фланцевых соединений и крепежа

9.1 Определение размеров фланца

После  того  как  выбрана  конструкция  фланцевого соединения и подобран материал прокладки, чертится его эскиз и определяются размеры. 

Фланцы штуцеров выбираются стандартными по ГОСТ 1255-67, ГОСТ 12828-67, ГОСТ 12834-67.

Фланцевые штуцера представляют собой патрубки, выполненные из труб с приваренными к ним фланцами.

Фланцы аппаратов берут со стандартными размерами по ГОСТ 28759.1-90…ГОСТ28759.8-90 или с нестандартными размеры.

Аппаратом в данном случае является емкость, состоящая из цилиндрической обечайки, днища и крышки, предназначен для нагревания, охлаждения определенных продуктов и др. процессов.

Расчеты можно посмотреть перейдя по ссылке.

9.2 Расчет фланцевого соединения на прочность и герметичность

Делая расчёт фланцевого соединения, приходится решать несколько задач: соединение должно быть прочным, жёстким и герметичным. Фланцевые соединения штуцеров могут на прочность не рассчитываться. Фланцевые соединения штуцеров стандартизованы, для каждого вида штуцера оговорен наружный диаметр патрубка условный диаметр штуцера, толщина патрубка и общая высота штуцера Фланцевые соединения аппаратов стандартные и нестандартные обязательно должны рассчитываться на прочность по ГОСТ Р 52857.4–2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. Расчёт на прочность и герметичность фланцевых соединений».

Расчеты можно посмотреть перейдя по ссылке.

 

9.3 Проверка прочности болтов (шпилек) и прокладок
9.4 Расчет фланцев на статическую прочность
9.5 Проверка углов поворота фланцев
Приложения к расчетам.

Список литературы

1. ГОСТ 1050-88.  Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали.

2. ГОСТ 7769-82. Чугун легированный для отливок со специальными свойствами.

3. ГОСТ 9064-75.  Гайки для фланцевых соединений с температурой среды от 0° до 650° С.

4. ГОСТ 9066-75.  Шпильки для фланцевых соединений с температурой среды от 0° до 650° С.

5. ГОСТ 12820-80. Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2).

6. ГОСТ 12821-80. Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2)

7. ГОСТ 22032-76 – ГОСТ 22043-76. Шпильки. Конструкция и размеры.

8. ГОСТ 28759.1-90 – ГОСТ 28759.8-90. Фланцы сосудов и аппаратов и прокладки к ним.

9. ГОСТ 28759.8-90. Прокладки металлические восьмиугольного сечения.

10. ГОСТ 535-88. Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества.

11. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали.

12. ГОСТ 12822-80. . Фланцы стальные свободные на приварном кольце на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см2).

13. ГОСТ 19281-89. Прокат из стали повышенной прочности.

14. ГОСТ 20700-75. Болты, шпильки, гайки и шайбы для фланцевых и анкерных соединений, пробки и хомуты с температурой среды от 0° до 650° С.

15. ГОСТ 9065-75*. Шайбы для фланцевых соединений с температурой среды от 0° до 650° С.

16. ОСТ 26-2037-96. Болты с шестигранной головкой для фланцевых соединений. 

17. ОСТ 26-2039-96. Шпильки с ввинчиваемым концом для фланцевых соединений (нормальной точности).

18. ОСТ 26-2038-96. Гайки шестигранные для фланцевых соединений.

19. ОСТ 26-2040-96. Шпильки для фланцевых соединений.

20. ОСТ 26-2041-96. Гайки для фланцевых соединений.

21. ГОСТ Р 52857.1 – 2007. Сосуды и аппарату. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.

22. ГОСТ Р 52857.4 – 2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений.

23. ГОСТ 5632—72. Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки.

 

Автор статьи специалист по работе с корпаративными клиентами

ООО "Крионика"

Кравец Ольга Юрьевна

Узнайте о 9 типах трубных фланцев, типах поверхностей, осмотре и маркировке

Перейти к содержанию
  • На главную
  • ТрубопроводРасширение / свертывание
    • ТрубопроводРасширение / свертывание
      • Направляющая
      • Размеры и график труб
      • Графики трубопроводов
      • Цветовые коды
      • Производство бесшовных и сварных труб
      • Осмотр труб
    • ФитингиРазвернуть / свернуть
      • Руководство по трубным фитингам
      • Производство трубных фитингов
      • Размеры и материал трубных фитингов
      • Осмотр трубных фитингов - Визуальный осмотр и испытания
      • - 90 и 45 градусов
      • Размеры трубных колен и возвратных труб
      • Размеры тройника
      • Размеры трубного редуктора
      • Размеры заглушки
      • Размеры трубной муфты
    • Фланцы расширяются / складываются
      • Направляющие для фланцев
      • Направляющие для фланцев
      • Фланец
      • 90 003 Номинальные параметры фланца
      • Размеры фланца приварной шейки
      • Размеры фланца RTJ
      • Размеры фланца внахлест
      • Размеры фланца с длинной приварной шейкой
      • Размеры фланца приварной внахлест
      • Размеры фланца с муфтой
      • Размеры фланца для глухой
      • Размеры фланца
    • Клапаны Развернуть / Свернуть
        Направляющая
      • Клапаны
      • Детали клапана и трим клапана
      • Задвижка
      • Шаровой клапан
      • Шаровой клапан
      • Обратный клапан
      • Дроссельный клапан
      • Пробковый клапан
      • Клапан сброса давления
    • Материал трубы Расширение / сжатие
      • Направляющая материала трубы
      • Углеродистая сталь
      • Легированная сталь
      • Нержавеющая сталь
      • Цветные металлы
      • Неметаллические
      • ASTM A53 04
      • Олеце xpand / Collapse
        • Направляющая
        • Weldolet и размеры
        • Sockolet и размеры
        • Резьба и размеры
        • Latrolet и размеры
        • Elbolet и размеры
      • Процедура затяжки шпильки
      • Направляющая болта
      • Направляющая болта
      • Таблица фланцевых болтов
      • Размеры тяжелой шестигранной гайки
    • Прокладки и жалюзи для очков Развернуть / Свернуть
      • Направляющая прокладок
      • Спирально-навитая прокладка
      • Размеры спирально-навитой прокладки
      • Прокладка
      • и размер
      • Spectac4 Размеры слепых очков
  • P & IDExpand / Collapse
    • Как читать P&ID
    • Схема технологического процесса
    • Символы P&ID и PFD
    • Символы клапана
  • Свернуть
  • gal Работа и типы насосов
  • Сосуд под давлениемРазвернуть / свернуть
    • Скоро
  • Курсы
  • ВидеоРазвернуть / свернуть
    • Видеоуроки
    • हिंदी0002
    • /
    • Свяжитесь с
    • Политики
    • Запрос продукта
  • HardHat Engineer HardHat Engineer Search Искать:
    • Дом
    • Трубопровод
      • Трубопровод
        • Руководство по трубам
        • Размеры труб и график
        • График Таблица
        • Производство бесшовных и сварных труб
        • Осмотр труб
      • Фитинги
        • Руководство по трубным фитингам
        • Производство трубных фитингов
        • Размеры и материалы трубных фитингов
        • Осмотр трубных фитингов - Визуальные и испытания
        • Размеры колен- 90 & 45 градусов
        • Размеры отводов и возвратных труб
        • Размеры тройника
        • Размеры переходника
        • Размеры заглушки
        • Размеры трубной муфты
      • Фланцы
        • Направляющая фланца
        • Фланец
        • Фланец под приварной фланец 9000 Номинальные характеристики
        • Размеры фланца приварной шейки
        • Размеры фланца RTJ
        • Размеры фланца для соединения внахлест
        • Размеры фланца с длинной приварной шейкой
        • Размеры фланца приварной внахлест
        • Размеры фланца
        • Размеры глухого фланца
        • Размеры фланца
        • 900 9000
        • Клапаны
          • Направляющая
          • Детали клапана и трим клапана
          • Задвижка
          • Проходной клапан
          • Шаровой клапан
          • Обратный клапан
          • Поворотный клапан
          • Заглушка
          • Игольчатый клапан
          • Пневматический предохранительный клапан
          • 900 21
          • Материал трубы
            • Направляющая материала трубы
            • Углеродистая сталь
            • Легированная сталь
            • Нержавеющая сталь
            • Цветные металлы
            • Неметаллические
            • ASTM A53
            • ASTM A105
            • Olets
            • Weldolet и размеры
            • Sockolet и размеры
            • Threadolet и размеры
            • Latrolet и размеры
            • Elbolet и размеры
          • Болты шпильки
            • Направляющая шпильки
            • Процедура затяжки болтов с шестигранной головкой
            • Процедура затяжки фланцев
            • Размеры гайки
          • Прокладки и жалюзи для очков
            • Направляющая для прокладок
            • Спирально-навитая прокладка
            • Размеры спирально-навитой прокладки
            • Прокладка и размер RTJ
            • Очковые слепые и проставки
              • 900 21 Размеры 21
              • Как читать P&ID
              • Схема технологического процесса
              • Символы P&ID и PFD
              • Символы клапана
            • Оборудование
              • Насос
                • Центробежный насос, работающий и типы
                • Скоро Видео
                  • Видеоуроки
                  • हिंदी Видео
                • Блог
                .

                Фланцы Общие сведения - Какие фланцы используются в нефтехимической промышленности?

                Фланцы Общие

                Фланец - это способ соединения труб, клапанов, насосов и другого оборудования для образования системы трубопроводов. Он также обеспечивает легкий доступ для очистки, осмотра или модификации. Фланцы обычно приварные или прикручен. Фланцевые соединения выполняются путем соединения болтами двух фланцев с прокладкой между ними для обеспечения уплотнения.

                Типы фланцев

                Наиболее часто используемые типы фланцев в нефтехимической промышленности:

                • Приварной фланец
                • Надвижной фланец
                • Фланец под сварку внахлест
                • Фланец внахлест
                • Фланец с резьбой
                • Фланец глухой

                Все типы, кроме фланцевого соединения внахлест, имеют выступающую поверхность фланца.

                Специальные фланцы

                Кроме наиболее часто используемых стандартных фланцев, существует еще ряд специальных фланцев, таких как:

                • Фланцы с диафрагмой
                • Фланцы с длинной приварной шейкой
                • Приварной фланец / Нипофланец
                • Фланец расширителя
                • Переходной фланец

                Материалы для фланцев

                Трубные фланцы изготавливаются из различных материалов, таких как нержавеющая сталь, чугун, алюминий, латунь, бронза, пластик и т. Д.но чаще всего используется кованая углеродистая сталь и подвергается механической обработке. поверхности.

                Кроме того, фланцы, такие как фитинги и трубы, для определенных целей иногда внутри снабжены слоями материалов совершенно другого качества, чем сами фланцы, которые представляют собой «фланцы с футеровкой».

                Материал фланца в основном устанавливается при выборе трубы, в большинстве случаев фланец изготавливается из того же материала, что и труба.

                Все фланцы, обсуждаемые на этом веб-сайте, подпадают под стандарты ASME и ASTM, если не указано иное.ASME B16.5 описывает размеры, допуски на размеры и т. Д., А ASTM - различные материалы. качества.

                Размеры фланцев

                Каждый фланец ASME B16.5 имеет ряд стандартных размеров. Если чертежник в Японии, или специалист по подготовке работ в Канаде, или монтажник в Австралии говорит о фланце с приварной шейкой NPS 6, класс 150, список 40 ASME B16.5, затем он проходит через фланец, который показан на изображении ниже.

                Если фланец заказан, поставщик хочет знать качество материала.Например, ASTM A105 - это кованый фланец из углеродистой стали, а A182 - кованый фланец из нержавеющей стали.

                Итак, в правильном заказе поставщику необходимо указать два стандарта:

                Фланец с приварной шейкой NPS 6, класс 150, класс 40, ASME B16.5 / ASTM A105

                Фланец выше имеет 8 отверстий под болты и сварной скос 37,5 градусов (красный кружок). Все размеры указаны в миллиметрах. Рельеф (RF) указывать не нужно, потому что ASME B16.5, каждый фланец стандартно поставляется с выступом. Следует указать только другую конструкцию (соединение кольцевого типа (RTJ), плоская поверхность (FF) и т. Д.).

                Болтовые фланцевые соединения

                Болтовое фланцевое соединение представляет собой сложную комбинацию многих факторов (фланец, болты, прокладки, процесс, температура, давление, среда). Все эти различные элементы взаимосвязаны и зависят от одного другой для достижения успешного результата.
                Надежность фланцевого соединения в решающей степени зависит от грамотного контроля процесса изготовления соединения.

                Типовое фланцевое соединение на болтах

                Цитата из книги Джона Х. Бикфорда «Введение в конструкцию и поведение болтовых соединений»:
                То, что вся важная сила зажима, которая удерживает соединение вместе - и без которой не было бы соединения, - не создается хороший совместный конструктор, ни качественные детали. Он создается механиком на рабочем месте с использованием инструментов, процедур и условий труда, которые мы ему предоставили... И далее: Последний, существенный создатель силы - это механик, а время создания - во время сборки. Поэтому нам очень важно понимать этот процесс.

                Промышленность осознала важность установки и сборки в течение нескольких лет.
                В Европе упор был сделан на обеспечение того, чтобы совместное изготовление выполнялось обученными и аттестованными техническими специалистами, что привело к публикации европейского технического стандарта: TS EN 1591 Часть 4 под названием «Фланцы и их соединения.Правила проектирования круглых фланцевых соединений с уплотнением. Квалификация персонала Компетенция по монтажу болтовых соединений на оборудовании в соответствии с Директива по оборудованию, работающему под давлением (PED) ».

                Стандарт обеспечивает методику обучения и оценки технических специалистов, участвующих в изготовлении и разрушении фланцевых соединений, и может рассматриваться как аналог требуемого обучения. для сварщиков, работающих с сосудами высокого давления. Его публикация демонстрирует важность, придаваемую компетентному контролю за процессом изготовления соединений для обеспечения герметичности фланца.

                Прокладка - лишь одна из многих причин, по которым фланцевое соединение с болтовым соединением может протекать.
                Даже когда все сложные взаимосвязанные компоненты фланцевого соединения с болтовым соединением работают в идеальной гармонии, единственный наиболее важный фактор, ведущий к успеху или неудаче этого фланцевого соединения с болтовым соединением будет уделено внимание процедурам надлежащей установки и сборки лицом, устанавливающим прокладку. Если все сделано правильно, сборка останется герметичной в течение расчетного срока службы.

                Замечание (я) автора ...

                Фланцевые соединения и сварные соединения

                Не существует стандартов, определяющих, можно ли использовать фланцевые соединения.

                На недавно построенном заводе принято минимизировать фланцевые соединения, потому что для соединения двух отрезков трубы требуется только один сварной шов. Это экономит затраты на два фланца, прокладку, шпильки, второй шов, стоимость неразрушающего контроля второго шва и т.д ..

                Некоторые другие недостатки фланцевых соединений:

                • Каждое фланцевое соединение может протекать (некоторые утверждают, что фланцевое соединение никогда не бывает 100% герметичным).
                • Для систем с фланцевыми трубами требуется гораздо больше места (представьте себе стойку для труб).
                • Изоляция трубопроводных систем с фланцами дороже (специальные фланцевые заглушки).

                Конечно, фланцевые соединения имеют большие преимущества; несколько примеров:

                • Новая линия может содержать несколько трубных катушек и может быть изготовлена ​​в мастерской.
                • Эти трубные бобины могут быть собраны на заводе без необходимости сварки.
                • NDO (рентген, гидроиспытания и т. Д.) На заводе не требуется, потому что это было сделано в мастерской.
                • Пескоструйная очистка и покраска на заводе не требуются, потому что даже это было сделано в мастерской
                  (нужно ремонтировать только повреждения краски во время установки).

                Как и у многих вещей, у всего есть свои плюсы и минусы.

                .

                Фланцы »Мир трубопроводной инженерии

                Фланцы

                широко используются в трубопроводной сети для съемных соединений с различными компонентами трубопроводов, такими как клапаны, специальные детали, а также для соединения с оборудованием. Обычно они изготавливаются методом ковки. Лишь в единичных случаях он может быть изготовлен из пластин.
                В ASME B16.5 только глухой фланец и переходной фланец могут быть изготовлены из свариваемых качественных пластин.

                Теги: # Трубопроводы_Инжиниринг # Трубопроводы_Фитинги # Трубопроводы_фланцы

                Фланцы трубопроводов

                Конструкционные материалы

                Фланцы изготавливаются методом ковки.Итак, материалы конструкции следующие.

                1. A105 : Стандартные технические условия на поковки из углеродистой стали для трубопроводов.
                2. A181 : Стандартные технические условия на поковки из углеродистой стали для трубопроводов общего назначения.
                3. A182 : Стандартные технические условия на фланцы труб из кованых или катаных сплавов и нержавеющей стали, кованые фитинги, а также клапаны и детали для работы при высоких температурах.
                4. A350 : Стандартные технические условия на поковки из углеродистой и низколегированной стали, требующие испытания на ударную вязкость компонентов трубопроводов.

                Применимые стандарты

                Фланцы производятся на международном уровне в соответствии со следующими стандартами:

                1. ASME B16.1 : Трубные фланцы и фланцевые фитинги из чугуна: классы 25, 125 и 250
                2. ASME B16.5 : Трубные фланцы и фланцевые фитинги от NPS 1/2 до NPS 24 Стандарт метрические / дюймовые
                3. ASME B16.47 : Стальные фланцы большого диаметра (от NPS 26 до NPS 60)
                4. DIN EN 1092-1 : Кованые фланцы из нержавеющей или стали.

                Типы фланцев

                1. Фланцы с муфтой
                2. Фланцы под сварку внахлест
                3. Фланцы с резьбой
                4. Фланцы с приварной шейкой
                5. Переходные фланцы
                6. Фланцы глухие
                7. Фланцы с соединением внахлест

                Фланцы с резьбой

                1. Фланцы скольжения обычно кованые со ступицей.
                2. Когда они сделаны из пластин, в них нет ступицы.
                3. Накидные фланцы более экономичны, чем фланцы с приварной шейкой.
                4. Они используются в некритических приложениях выше 2 дюймов в сутки.
                5. Фланцы приварены к трубе как внутри, так и снаружи.
                Фланец скольжения

                Фланцы для приварки втулки

                1. Фланцы, приваренные внахлест, используются для сварки труб с малым внутренним диаметром.
                2. Они привариваются только снаружи трубы.
                3. После трубы имеется небольшой карман для компенсации теплового расширения трубы, в котором происходит застаивание жидкости и может возникнуть коррозия, если жидкость очень коррозионная.
                4. Фланцы, приваренные внахлест, должны соответствовать толщине соединительной трубы, чтобы обеспечить надлежащие размеры отверстия.
                Фланец приварной втулки

                Фланцы с резьбой

                1. Фланцы с резьбой используются для труб с малым внутренним диаметром.
                2. Они также используются в местах, где сварка запрещена.
                3. Фланцы с резьбой используются в диапазоне температур от 25 ° C до 450 ° C.
                4. Резьба может быть NPT (номинальная трубная резьба) или BSPT (британская стандартная трубная резьба) в соответствии со спецификацией трубопровода.
                Фланцы с резьбой

                Фланцы с приварной шейкой

                1. Приварная шейка Фланцы привариваются к трубе встык.
                2. Поскольку рентгенография требуется для всех сварных швов в критических условиях, в таких местах в основном используются фланцы с приварной шейкой.
                3. Толщина фланцев с приварной шейкой должна быть указана для закупки, которая обычно совпадает с толщиной трубы того же размера.
                4. Фланцы с приварной шейкой более дорогие и используются в высокотемпературных, легковоспламеняющихся, токсичных и т. Д.Сервисы.
                Фланец приварной шейки

                Для получения подробной информации ознакомьтесь с этой статьей о фланцах с приварной шейкой.

                Фланцы для соединения внахлест

                1. Фланцы внахлестку используются вместе с заглушкой, которая приваривается к трубе встык.
                2. Используется там, где трубы из более высокого качества или из экзотических материалов.
                3. Свободный фланец в основном из углеродистой стали.
                4. Внутренний диаметр фланцев соединения внахлест обработан на станке, чтобы соответствовать радиусу заглушки.
                .

                Фланцы Общие - Типы фланцев

                Типы фланцев

                Как уже было описано ранее, наиболее часто используемыми типами фланцев ASME B16.5 являются: приварная шейка, приварной, приварной внахлест, соединение внахлест, резьбовой и глухой фланец. Ниже вы найдете краткое описание и определение каждого типа, дополненное подробным изображением.

                Наиболее распространенные типы фланцев

                Фланец приварной шейки

                Фланцы

                с приварной шейкой легко узнать по длинной конической ступице, которая постепенно переходит на толщину стенки трубы или фитинга.

                Длинная коническая ступица обеспечивает важное усиление для использования в нескольких областях, связанных с высоким давлением, отрицательными и / или повышенными температурами. Плавный переход от толщины фланца к толщине стенки трубы или фитинга за счет конусности чрезвычайно полезен в условиях повторяющегося изгиба, вызванного линейным расширением или другими переменными силами.

                Эти фланцы просверлены, чтобы соответствовать внутреннему диаметру сопрягаемой трубы или фитинга, поэтому не будет ограничений для потока продукта.Это предотвращает турбулентность в суставе и снижает эрозию. Они также обеспечивают отличное распределение напряжения через коническую ступицу и легко подвергаются рентгенографии для обнаружения дефектов.

                Этот тип фланца будет приварен к трубе или фитингу с одним полным проваром, V-образным сварным швом (стыковая сварка).

                Детали фланца приварной шейки

                1 . Фланец с приварной шейкой 2 . Под сварку встык
                3 . Труба или фитинг

                Фланец скольжения

                Расчетная прочность скользящего фланца под внутренним давлением составляет порядка двух третей от прочности фланцев с приварной шейкой, а их усталостная долговечность примерно в три раза меньше, чем у последних.

                Соединение с трубой выполняется двумя угловыми сварными швами, как снаружи, так и внутри фланца.

                Размер X на изображении составляет приблизительно:
                Толщина стенки трубы + 3 мм.

                Это пространство необходимо, чтобы не повредить поверхность фланца в процессе сварки.

                Недостаток фланца в том, что принцип всегда сначала должна свариваться труба, а затем только фитинг. Комбинация фланца и колена или фланца и тройника невозможна, потому что названные фитинги не имеют прямого конца, который полностью скользит по скользящему фланцу.

                Детали накладного фланца

                1 . Накладной фланец 2 . Заполненный шов снаружи
                3 . Заполненный шов внутри 4 . Труба

                Фланец для приварки внахлест

                Фланцы

                под сварку с враструб изначально были разработаны для использования на малогабаритных трубопроводах высокого давления. Их статическая прочность такая же, как у фланцев Slip On, но их усталостная прочность на 50% выше, чем у фланцев Slip On с двойной сваркой.

                Соединение с трубой выполняется 1 угловым сварным швом с внешней стороны фланца.Но перед сваркой необходимо создать пространство между фланцем или фитингом и трубой.

                ASME B31.1 1998 127.3 Подготовка к сварке (E) Узел сварки внахлест говорит:
                При сборке соединения перед сваркой труба или трубка должны быть вставлены в муфту на максимальную глубину, а затем вынуты примерно на 1/16 дюйма ( 1,6 мм) от контакта между концом трубы и буртиком муфты.

                Назначение нижнего зазора в сварном шве внахлест обычно состоит в том, чтобы уменьшить остаточное напряжение в корне сварного шва, которое может возникнуть во время затвердевания металла шва.На изображении показан размер X расширительного зазора.

                Недостатком фланца является правильный зазор, который необходимо сделать. Из-за коррозионных продуктов и, в основном, в трубных системах из нержавеющей стали трещина между трубой и фланцем может вызвать коррозию. В некоторых процессах использование этого фланца также не допускается. Я не специалист в этом вопросе, но в Интернете вы найдете много информации о формах коррозии.

                Также для этого фланца учитывается тот принцип, что всегда сначала должна свариваться труба, а затем только фитинг.

                Детали фланца под приварку с враструб

                1 . Фланец под сварку внахлест 2 . Заполненный шов 3 . Труба
                X = Расширительный зазор

                Фланец внахлест

                Фланцы

                для соединения внахлест имеют те же общие размеры, что и любой другой фланец, упомянутый на этой странице, однако у него нет выступа, они используются вместе с «заглушкой» для соединения внахлест.

                Эти фланцы почти идентичны накладным фланцам, за исключением радиуса на пересечении поверхности фланца и отверстия для размещения фланцевой части заглушки.

                Их способность удерживать давление не намного лучше, чем у фланцев Slip On, а усталостная долговечность сборки составляет всего одну десятую от фланцев с приварной шейкой.

                Они могут использоваться при любом давлении и доступны в полном диапазоне размеров. Эти фланцы скользят по трубе и не привариваются к ней или не крепятся к ней каким-либо иным образом. Давление болтового соединения передается на прокладку за счет давления фланца на заднюю часть нахлеста трубы (конец заглушки).

                Фланцы с соединением внахлест

                имеют определенные преимущества:

                • Свобода поворота вокруг трубы облегчает совмещение противоположных отверстий под болты фланца.
                • Отсутствие контакта с жидкостью в трубе часто позволяет использовать недорогие фланцы из углеродистой стали с трубой, устойчивой к коррозии.
                • В системах, которые быстро разрушаются или корродируют, фланцы могут быть восстановлены для повторного использования.

                Детали фланцевого соединения внахлест

                1 . Фланец для соединения внахлест 2 . Заглушка
                3 . Под сварку встык 4 . Труба или фитинг

                Заглушка

                окурок End всегда будет использоваться с внахлестом фланцем, как задний фланец.

                Эти фланцевые соединения используются при низком давлении и в некритических приложениях и представляют собой дешевый метод отбортовки.
                В системе труб из нержавеющей стали, например, можно использовать фланец из углеродистой стали, потому что они не контактируют с продуктом в трубе.

                Наконечники

                доступны почти для всех диаметров труб. Размеры и допуски на размеры определены в стандарте ASME B.16.9. Легкие коррозионно-стойкие заглушки (фитинги) определены в MSS SP43.

                Фланец для соединения внахлест с заглушкой

                Фланец с резьбой

                Фланцы с резьбой

                используются в особых случаях, и их главное преимущество состоит в том, что их можно прикрепить к трубе без сварки. Иногда в сочетании с резьбовым соединением также используется герметичный сварной шов.

                Хотя резьбовые фитинги по-прежнему доступны в большинстве размеров и номинальных значений давления, сегодня они используются почти исключительно для труб меньшего диаметра.

                Фланец или фитинг с резьбой не подходят для системы труб с тонкой толщиной стенки, поскольку нарезание резьбы на трубе невозможно.Таким образом, следует выбирать более толстую толщину стенки ... что толще?

                ASME B31.3 Руководство по трубопроводам гласит:
                Если стальная труба имеет резьбу и используется для работы с паром при давлении выше 250 фунтов на кв. Дюйм или для подачи воды выше 100 фунтов на квадратный дюйм при температуре воды выше 220 ° F, труба должна быть бесшовной и иметь толщину не менее к приложению 80 ASME B36.10.

                Детали резьбового фланца

                1 . Фланец с резьбой 2 . Резьба 3 . Труба или фитинг

                Фланец глухой

                Заглушки

                изготавливаются без отверстия и используются для заглушки концов трубопроводов, клапанов и отверстий сосудов высокого давления.

                С точки зрения внутреннего давления и нагрузки на болты глухие фланцы, особенно больших размеров, являются наиболее нагруженными типами фланцев.

                Однако большинство этих напряжений являются типами изгиба вблизи центра, и, поскольку стандартного внутреннего диаметра не существует, эти фланцы подходят для приложений с более высокими температурами давления.

                Детали глухого фланца

                1 . Фланец глухой 2 . Шпилька 3 .Прокладка 4 . Другой фланец

                Замечание (я) автора ...

                Простой способ сделать зазор 1/16 дюйма ...
                • Вы когда-нибудь видели обжимное кольцо для сварки внахлест?.
                  Это разрезное кольцо, которое спроектировано так, чтобы обеспечить предварительно измеренный минимальный зазор 1/16 дюйма для сварных швов. Изготовлено из сертифицированной нержавеющей стали и устойчиво к коррозии от химикатов, радиоактивных материалов и воды. После вставки в фитинг кольцо становится неотъемлемой частью сустава.Он не будет дребезжать или вибрировать даже при сильном давлении.
                  Другой способ - это нанесение на водорастворимый картон. Сделайте дыроколом кольца с внешним и внутренним диаметром трубы. Вставьте кольцо во фланец или фитинг и после гидроиспытаний кольца больше нет.
                  Для обоих решений спросите разрешения у клиента.
                Держите их на месте ...
                • Если необходимо разобрать фланцевое соединение внахлест, например, для замены прокладки, это не всегда возможно сделать обычным способом.Обычным способом является использование расширителя фланца или лома, который отталкивает два фланца.
                  Фланцы с соединением внахлест невозможны, потому что они скользят обратно по трубе, в то время как заглушки остаются вместе. Чтобы предотвратить это, часто в трех местах, в миллиметрах позади фланца, на конце заглушки привариваются короткие стальные листы.
                  Не существует общего правила, как фланец с соединением внахлест должен удерживаться на своем месте, и поэтому он может отклоняться в соответствии с техническими требованиями заказчика.
                Вы это знали...?
                • При самых маленьких размерах потеря стенки во время нарезания резьбы фактически составляет примерно 55% от исходной стенки трубы.
                стыковые швы и угловые швы
                • В системах с относительно высокими давлениями и температурами необходимо избегать использования угловых швов. В таких системах необходимо использовать стыковые швы. Прочность стыкового шва равна, по крайней мере, прочности основного материала. Прочность угловых швов по отношению к прочности стыкового шва составляет около одной трети.
                  При более высоких давлениях и температурах расширение и сжатие быстро вызывают серьезные трещины в угловых швах, поэтому использование стыковых швов является важным.
                  Для трубопроводов критического оборудования, таких как насосы, компрессоры и турбины, которые подвергаются вибрации (помимо расширения и сжатия), нам следует избегать использования угловых сварных швов или резьбовых соединений.
                  Угловые швы более чувствительны к образованию трещин из-за концентрации напряжений, в то время как стыковые швы характеризуются плавным обменом напряжений.
                  Таким образом, в критических ситуациях мы должны использовать фланцы, соединяемые стыковой сваркой, такие как приварная шейка и кольцевое соединение, и избегать использования фланцев, соединенных угловыми сварными швами, например, приварным швом или сварным швом.
                .

                Смотрите также