Способы крепления нержавеющих фланцев: разновидности и особенности соединения изделий

Нержавеющие фланцы

Нержавеющий фланец – это часть трубопровода, которая предназначена для крепления и соединения валов, а также трубопроводной арматуры и труб. Имеет форму диска или плоского кольца.

Для того чтобы обеспечить ему высокую герметичность, его можно соединять несколькими способами: с помощью шипа, выступа, паза или впадины. Такая деталь изготавливается из нержавеющей стали: чаще всего марок 10Х17Н13М2Т и 12Х18Н10Т, но можно использовать любые другие виды нержавеющей стали.

Разновидности нержавеющих фланцев:

Плоские привариваются к внешней поверхности трубы. То есть наружный диаметр трубы меньше чем, диаметр плоского изделия.

Воротниковые нержавеющие привариваются к трубе встык, то есть диаметр трубы совпадает с их диаметром. Используются для того, чтобы соединять одни трубопровод с другим при давлении от 0,1 до 20 МПа и при температуре от -70 до +600ºС. В зависимости от типа фланцевого соединения их разделяют на два вида. В первом есть зазор между торцами, а в другом, соответственно, нет.

Реже всего в трубопроводной арматуре используются резьбовые модели.

Также фланцы можно распределить по способу крепления:

  1. Для валов;
  2. Для корпусных деталей;
  3. Для труб;
  4. Для фитинга.

Использование нержавеющих фланцев.

В наше время с помощью трубопроводов транспортируют разнообразные виды жидкостей и горючих смесей. Естественно, наиболее проблемными являются места, где соединяются трубы между собой и места, где соединяется трубопровод с оборудованием.

Нержавеющие модели отличаются от других по нескольким параметрам. По технологическим характеристикам они бывают квадратными и круглыми. Соединения с помощью таких изделий широко используются в трубопроводах предназначенных для транспортировки холодной и горячей воды.

Благодаря этим деталям обеспечивается надежное и качественное присоединение труб между собой, а также к автоматам и прочему оборудованию. Для каждой их разновидности существует два варианта присоединения: «фланец – фланец с корпусом» и просто «фланец-фланец».

Чаще всего нержавеющие фланцы изготавливаются согласно ГОСТу, но можно изготавливать продукцию на основе западных стандартов американского общества инженеров-механик, американского национального института стандартов, немецкого института стандартизации. Также можно производить их по индивидуальным чертежам.

Виды стандартов, которые применяются в наше время:

Согласно ГОСТ 12820-80, модель на приварном кольце применяется для соединения трубопроводов при давлении 0,1–2,5 МПа и при температуре от -30 и до +300ºС. Она изготавливается с уплотнительной поверхностью.

Согласно ГОСТ 12820-80, приварной нержавеющий плоский фланец применяется в трубопроводной арматуре при давлении 0,1–2,5 МПа и при температуре от –60 до +500ºС. Такой вид фланцевых соединений самый распространенный.

Нержавеющие детали, которые предназначены для сосудов и аппаратов делают по ГОСТ 28759.2–90, ГОСТ 28759.4–90, ГОСТ 28759.3–90 (это стандартные нормы). Они распространяются на стальные (нержавеющие) модели, которые привариваются встык. Днище трубы или базовый размер имеет метраж 426–720 мм. Внутренний диаметр – от 400 до 4000 мм. Давление, которое может выдержать данное изделие, колеблется от 0,6–6,3 МПа, а температурные показатели от -70 до +54ºС. Нержавеющие фланцы предназначены для использования в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях.

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:

  • соединять трубы между собой или с оборудованием из разнородных материалов;
  • устанавливать запорную и регулирующую арматуру;
  • проводить очистку трубопроводов;
  • врезать измерительные приборы;
  • отсекать участок трубы для ремонта.

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:

  • резины, стойкой к продуктам нефтепереработки:
  • паронита общего назначения;
  • теплостойкой резины;
  • асбестового картона;
  • паронита, стойкого к маслу и бензину;
  • кислото и щелочеустойчивой резины;
  • графита;
  • фторопласта;
  • металла (алюминия, меди);
  • металлографита.

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:

  • гидравлическим натяжным устройством;
  • пневматическим гайковертом;
  • ручным динамометрическим ключом;
  • гидравлическим динамометрическим ключом.

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.

Читайте также:  Способы быстрого и точного определения места повреждения электрического кабеля

Использование нержавеющих фланцев в агрессивной среде

Фланцевые соединения являются широко распространенными способами соединения труб в промышленности и в жилищном строительстве. Наличие разборного соединения в виде фланцев позволяет разбирать трубопровод, что особенно важно при его ремонте. Используя рекомендации сотрудников компании SmartInox давайте разберемся какие существуют виды фланцев, их способы соединения и из чего их изготавливают.

Где применяются фланцы?

Трубопроводы используются во многих отраслях хозяйства. Они применяются в энергетике, нефтехимии, фармацевтике, металлургии и химической промышленности.

Современный трубопровод представляет собой сложную систему, которая должна отвечать определенным требованиям и состоит из ряда отдельных элементов. Важными компонентами трубопровода являются фланцы, которые предназначены для герметичного соединения отдельных труб, арматуры и технологических устройств. Например, с помощью фланцев устанавливаются фильтры и краны.

Технические характеристики фланцев, как и всего трубопровода, зависят от назначения системы и транспортируемой по трубопроводу рабочей среды. По этим параметрам выбирается материал фланца и требования по давлению и температуре, которые он должен выдерживать при работе.

Фланцевые крепления фиксируются с помощью болтов или шпилек с гайками. Такое крепление позволяет выдерживать соединению высокое давление. Однако монтаж и демонтаж такого крепления занимает много времени. Поэтому чаще такое крепление используется на трубопроводах, которые не подлежат разборке для чистки. В частности, фланцевые соединения часто используются на заводах, производящих спирт и вино, но почти не используются на молочных заводах, где регулярно промывают систему.

Основные характеристики фланцев приведены в стандартах ГОСТ 12820-80, 12821-80, 12822-80.

Виды фланцев по способу соединения

По этому критерию фланцы из нержавейки делятся на следующие группы:

  • приварные плоские;
  • воротниковые;
  • свободные на приварном кольце;
  • с внутренней резьбой;
  • с резьбовым хвостовиком.

Приварные плоские

Приварной плоский фланец имеет внутренний диаметр больше, чем внешний диаметр трубы. Он надевается на трубу и приваривается . Такой вид фланца не требует особой устойчивости к коррозии. Его применения становится оправданным, если агрессивной является внешняя среда.

Изделия этого типа могут выдерживать температуру от -70 до + 450 ºС и давление от 0,1 до 2,5 МПа.

Воротниковые

Фланец воротникового типа приваривается к трубе встык. Этот тип фланца имеет выступ («воротник)» в виде усеченного конуса, что уменьшает площадь сварных швов. В этом случае происходит контакт поверхности фланца из нержавейки с протекающей по трубе коррозийной жидкостью.

Такой фланец может выдерживать температурные скачки от -70 до +600 градусов и давление до 20 МПа. Фланец такого типа обеспечивает высокую надежность и герметичность стыка труб.

Свободные на приварном кольце

Свободный фланец на приварном кольце состоит из кольца, которое приваривается к трубе и фланца. При этом фланец может свободно двигаться и вращаться. Благодаря этому для соединения двух труб нет необходимости в их повороте. Такие соединения используются при монтаже труб в труднодоступных местах или при необходимости частого ремонта данного участка трубопровода.

Фланец такого типа рассчитан на использование при давлении до 2,5 МПа и температуре от -30 до +300 ºС.

С внутренней резьбой

Фланец с внутренней резьбой – это кольцо, в котором по внешнему краю располагаются отверстия для болтов крепления, а по внутреннему диаметру нарезана резьба. Такой фланец предназначен для обеспечения соединений труб небольшого сечения (6-200 мм), работающих при малом давлении.

Допустимая температура для такого фланца от -50 до +510 ºС.

С резьбовым хвостовиком

В водопроводах и системах теплоснабжения иногда используются фланцы с резьбовым хвостовиком. Такой фланец обычно изготавливают из воротникового фланца.

Он может иметь диаметр от 15 до 100 мм, работать при давлениях до 1,6 МПа и температурах от -40 до +300 ºС.

Виды фланцев по поверхности присоединения

Основной задачей поверхностей присоединения фланцев является получение герметичности соединения. При этом для создания герметичности фланцевого соединения могут быть использованы различные прокладки.

Для рабочего давления ниже 6 МПа используются неметаллические прокладки (паронит, фторопласт). Для давления большего 6 МПа используются металлические прокладки (линзовые, овальные, восьмиугольные).

Фланцы могут иметь 9 видов исполнения:

  1. с соединительным выступом;
  2. с выступом;
  3. с впадиной;
  4. с шипом;
  5. с пазом;
  6. под прокладку с овальным сечением;
  7. под прокладку линзовую;
  8. с пазом под прокладку из фторопласта;
  9. с шипом под прокладку из фторопласта.

Выбор исполнения фланца зависит от его применения, в том числе от поверхности присоединяемого элемента, рабочего давления системы, диаметра трубы, материала фланца.

Используемые материалы

Фланцевое соединение – очень важный участок трубопровода, поскольку соединение труб является наиболее слабым звеном системы. Если соединение подвергается коррозии, а кроме того, трубопровод работает при высоких температурах и давлениях, то фланцы должны быть сделаны из высококачественного материала. Таким материалом является чаще всего нержавеющая сталь. Она не требует предварительной обработки металла от ржавчины перед покраской.

Поскольку нержавейка – довольно дорогой материал, то нержавеющие фланцы применяются при наличии определенных условий. Например, они могут быть использованы при высоких рабочих давлениях или температурах. Такие фланцы становятся незаменимыми при работе в условиях наличия среды с повышенной опасностью коррозии.

Нержавеющие фланцы используются для герметичных разборных агрегатов и трубопроводов в различных отраслях хозяйства. Такие фланцы часто изготавливаются из нержавеющей стали марок 12Х18Н10Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 10Х17 Н13М3Т.

При этом из первой марки стали изготавливаются фланцы, работающие в линиях пищевой или фармацевтической промышленности, а также в условиях агрессивной химической среды. Фланцы из второй марки стали используются в агрессивной воздушной среде, а фланцы из третьей марки стали могут работать при высокой температуре в среде серной или уксусной кислот.

Свойства нержавеющей стали обусловлены наличием в ней легирующих присадок (никель и хром) и наноприсадок (титан, молибден и т.п.). Например, добавка в сталь марки 12Х18Н10Т титана делает эту сталь хладостойкой, и она может нормально работать в криогенных системах, температура которых около -270 ºС.

Процесс изготовления фланцев из нержавеющей стали состоит в выплавке в дуговой печи легированной стали, которая разливается в изложницы. Из слитков путем ковки, штамповки, резки, гибки и сварки изготавливаются фланцы.

Хотите больше узнать об особенностях сварки цветных металлов? Тогда вам будет полезна наша статья.

Беседка из металла украсит ваш участок. Как сделать ее своими руками, читайте здесь.

Приварка фланцев к трубе своими руками

Сварка приварного плоского фланца с трубой с помощью электродуговой сварки делается так:

  1. Подготовить электросварочный аппарат. Подобрать подходящий электрод, лучше рутиловый.
  2. Подготовить отрезок трубы и фланец. Отверстие во фланце должно быть больше внешнего диаметра трубы на 2- 3 мм.
  3. Положить фланец на рабочий стол. Вставить трубу в отверстие фланца.
  4. При этом конец трубы должен быть расположен на 1,5-2 мм выше нижней поверхности фланца. Такое взаимное расположение свариваемых деталей можно обеспечить на глаз или с использованием маркера.
  5. Включить электросварочный аппарат и произвести прихватку фланца в 4 местах, контролируя расположение трубы по вертикали и по горизонтали относительно нижней поверхности фланца.
  6. Обварить фланец с наружной стороны. Для обеспечения герметичности и получения ровного шва сварка производится в 2 этапа. Сначала проваривается корень.
  7. Молотком отбить шлак и произвести облицовочную сварку. При этом для получения более гладкого шва электродом производятся волнообразные движения.
  8. Произвести сварку трубы и фланца с внутренней стороны. Здесь кладется 1 шов.
  9. Молотком отбить образовавшийся при сварке шлак.
  10. Выключить сварочный аппарат и отключить его от сети.

  • В используемых в промышленности трубопроводах часто используются фланцевые соединения.
  • Для соединения труб и подключения арматуры в трубопроводах, работающих с агрессивными средами в условиях повышенных давления и температуры, используются фланцы из нержавеющей стали, обладающие устойчивостью к коррозии.
  • Промышленность выпускает разные виды нержавеющих фланцев, большинство из которых крепится к трубам с помощью сварки.

Стальные фланцы и материалы изготовления. Использование нержавеющих фланцев в агрессивной среде

Режимы производства и изготовления стальных фланцев напрямую связаны с материалами изготовления и производства. Знание необходимых тонкостей и особенностей материалов изготовления стальных фланцев и фланцевых соединений жизненно необходимы для выпуска качественной и недорогой продукции. Основным справочным документом для материалов изготовления стальных фланцев является марочник сталей и сплавов. В этом справочнике собраны различные марки сталей и сплавов, с их различными свойствами, характеристиками, особенностями режимов термообработки и твердостями.

Выбор материала производства и изготовления стальных фланцев значительно упрощает марочник сталей и сплавов, в нем можно подобрать сталь или сплав с необходимыми характеристиками и требованиями к условиям эксплуатации. Марочник сталей и сплавов значительно упрощает выбор необходимого материала изготовления стальных фланцев. При производстве и изготовлении стальных фланцев по стандартам зарубежных стран (DIN, EN, ANSI, ASME) и других, маркировка, а как следствие, и технические характеристики применяемых марок сталей и сплавов отличаются от наших ГОСТ, но по основным свойствам, режимам обработки, химическому составу они все-таки достаточно близки, поэтому вполне возможно, что при изготовлении и производстве стальных фланцев по иностранным стандартам, можно подобрать стали регламентированные нашими или близкие по основным свойствам и химическому составу.

В нынешних экономических условиях, производство и изготовление стальных фланцев приобретает все более широкие формы сотрудничества, в Россию, поставляется все больше новейшего технологического оборудования, которое требует периодического ремонта в процессе эксплуатации, вот на этом этапе и возникает необходимость производства ремонтируемых узлов и агрегатов (в том числе и стальные фланцы). Возможность замены зарубежных материалов изготовления на отечественные материалы, является необходимой задачей при ремонте и замене отдельных узлов и агрегатов оборудования.

Соединительный элемент фланец — это диск или плоское кольцо с отверстиями, которые необходимы для крепежа. Он крепится при помощи шпилек и болтов, которые герметично скрепляют соединения трубопроводной арматуры и труб.

  • плоские;
  • резьбовые и воротниковые.

Фланцы плоские посредством сварки присоединяются к задней поверхности трубопровода. Поэтому фланцы плоские имеют внутренний диаметр больше наружного диаметра трубы. При выборе плоского фланца учитывают не только величину условного давления, но и воздействие транспортирующей среды, и действие рабочей температуры.

Воротниковые фланцы привариваются к трубе встык. Таким образом, внутренний диаметр такого соединительного элемента совпадает с диаметром трубы. Обеспечивая высокую герметичность и надежность стыка, воротниковый фланец широко применяется на трубопроводах. Резьбовой фланец в трубопроводе, как правило, не используется.

Читайте также:  Основные этапы утепления фасада пенопластом: преимущества и недостатки материала

Различия по способу крепления:

  • для труб;
  • для вала;
  • для фитинга;
  • для корпусных деталей.

Фланец идеально подходят для любых давлений и труб. В то же время этот соединительный элемент необходимо перманентно подтягивать, дабы избежать снижения герметичности..

Фланцы – соединительные элементы трубопроводов

Что представляет собой фланец? Эта деталь похожа на диск или кольцо, в котором просверлены отверстия. Последние дают возможность установить фланец, плотно закрепив его с помощью болтов. Таким образом несложно соединять отрезки трубопровода, и при этом не нужно беспокоиться, что трубы в этом месте дадут течь. Кстати, стоит помнить о постоянном контроле прочности креплений фланца. Только в этом случае можно быть уверенным в том, что нарушения герметичности труб не произойдет, и фланец будет выполнять возложенные на него функции.

Фланцевые соединения являются широко распространенными способами соединения труб в промышленности и в жилищном строительстве. Наличие разборного соединения в виде фланцев позволяет разбирать трубопровод, что особенно важно при его ремонте. Используя рекомендации сотрудников компании SmartInox давайте разберемся какие существуют виды фланцев, их способы соединения и из чего их изготавливают.

Где применяются фланцы?

Трубопроводы используются во многих отраслях хозяйства. Они применяются в энергетике, нефтехимии, фармацевтике, металлургии и химической промышленности.

Современный трубопровод представляет собой сложную систему, которая должна отвечать определенным требованиям и состоит из ряда отдельных элементов. Важными компонентами трубопровода являются фланцы, которые предназначены для герметичного соединения отдельных , арматуры и технологических устройств. Например, с помощью фланцев устанавливаются фильтры и краны.

Технические характеристики фланцев, как и всего трубопровода, зависят от назначения системы и транспортируемой по трубопроводу рабочей среды. По этим параметрам выбирается фланца и требования по давлению и температуре, которые он должен выдерживать при работе.

Фланцевые крепления фиксируются с помощью болтов или шпилек с гайками. Такое крепление позволяет выдерживать соединению высокое . Однако монтаж и демонтаж такого крепления занимает много времени. Поэтому чаще такое крепление используется на трубопроводах, которые не подлежат разборке для чистки. В частности, фланцевые соединения часто используются на заводах, производящих спирт и вино, но почти не используются на молочных заводах, где регулярно промывают систему.

Основные характеристики фланцев приведены в стандартах ГОСТ 12820-80, 12821-80, 12822-80.

Виды фланцев по способу соединения

По этому критерию фланцы из нержавейки делятся на следующие группы:

  • приварные плоские;
  • воротниковые;
  • свободные на приварном кольце;
  • с внутренней резьбой;
  • с резьбовым хвостовиком.

Приварные плоские

Приварной плоский фланец имеет внутренний диаметр больше, чем внешний диаметр трубы. Он надевается на трубу и приваривается. Такой вид фланца не требует особой устойчивости к коррозии. Его применения становится оправданным, если агрессивной является внешняя среда.

Изделия этого типа могут выдерживать температуру от -70 до + 450 ºС и давление от 0,1 до 2,5 МПа.

Воротниковые

Фланец воротникового типа приваривается к трубе встык. Этот тип фланца имеет выступ («воротник)» в виде усеченного конуса, что уменьшает площадь сварных швов. В этом случае происходит контакт поверхности фланца из нержавейки с протекающей по трубе коррозийной жидкостью.

Такой фланец может выдерживать температурные скачки от -70 до +600 градусов и давление до 20 МПа. Фланец такого типа обеспечивает высокую надежность и герметичность стыка труб.

Свободные на приварном кольце

Свободный фланец на приварном кольце состоит из кольца, которое приваривается к трубе и фланца. При этом фланец может свободно двигаться и вращаться. Благодаря этому для соединения двух труб нет необходимости в их повороте. Такие соединения используются при монтаже в труднодоступных местах или при необходимости частого ремонта данного участка трубопровода.

Фланец такого типа рассчитан на использование при давлении до 2,5 МПа и температуре от -30 до +300 ºС.

С внутренней резьбой

Фланец с внутренней резьбой – это кольцо, в котором по внешнему краю располагаются отверстия для болтов крепления, а по внутреннему диаметру нарезана резьба. Такой фланец предназначен для обеспечения соединений труб небольшого сечения (6-200 мм), работающих при малом давлении.

Допустимая температура для такого фланца от -50 до +510 ºС.

С резьбовым хвостовиком

В водопроводах и системах теплоснабжения иногда используются фланцы с резьбовым хвостовиком. Такой фланец обычно изготавливают из воротникового фланца.

Он может иметь диаметр от 15 до 100 мм, работать при давлениях до 1,6 МПа и температурах от -40 до +300 ºС.

Виды фланцев по поверхности присоединения

Основной задачей поверхностей присоединения фланцев является получение герметичности соединения. При этом для создания герметичности фланцевого соединения могут быть использованы различные прокладки.

Для рабочего давления ниже 6 МПа используются неметаллические прокладки (паронит, фторопласт). Для давления большего 6 МПа используются металлические прокладки (линзовые, овальные, восьмиугольные).

Фланцы могут иметь 9 видов исполнения:

  1. с соединительным выступом;
  2. с выступом;
  3. с впадиной;
  4. с шипом;
  5. с пазом;
  6. под прокладку с овальным сечением;
  7. под прокладку линзовую;
  8. с пазом под прокладку из фторопласта;
  9. с шипом под прокладку из фторопласта.

Выбор исполнения фланца зависит от его применения, в том числе от поверхности присоединяемого элемента, рабочего давления системы, диаметра трубы, материала фланца.

Используемые материалы

Фланцевое соединение — очень важный участок трубопровода, поскольку соединение труб является наиболее слабым звеном системы. Если соединение подвергается коррозии, а кроме того, трубопровод работает при высоких температурах и давлениях, то фланцы должны быть сделаны из высококачественного материала. Таким материалом является чаще всего нержавеющая сталь. Она не требует предварительной .

Поскольку нержавейка — довольно дорогой материал, то нержавеющие фланцы применяются при наличии определенных условий. Например, они могут быть использованы при высоких рабочих давлениях или температурах. Такие фланцы становятся незаменимыми при работе в условиях наличия среды с повышенной опасностью коррозии.

Нержавеющие фланцы используются для герметичных разборных агрегатов и трубопроводов в различных отраслях хозяйства. Такие фланцы часто изготавливаются из нержавеющей стали марок 12Х18Н10Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 10Х17 Н13М3Т.

При этом из первой марки стали изготавливаются фланцы, работающие в линиях пищевой или фармацевтической промышленности, а также в условиях агрессивной химической среды. Фланцы из второй марки стали используются в агрессивной воздушной среде, а фланцы из третьей марки стали могут работать при высокой температуре в среде серной или уксусной кислот.

Свойства обусловлены наличием в ней легирующих присадок (никель и хром) и наноприсадок (титан, молибден и т.п.). Например, добавка в сталь марки 12Х18Н10Т титана делает эту сталь хладостойкой, и она может нормально работать в криогенных системах, температура которых около -270 ºС.

Процесс изготовления фланцев из нержавеющей стали состоит в выплавке в дуговой печи , которая разливается в изложницы. Из слитков путем , штамповки, резки, гибки и сварки изготавливаются фланцы.

Приварка фланцев к трубе своими руками

Сварка приварного плоского фланца с трубой с помощью электродуговой сварки делается так:

  1. Подготовить электросварочный аппарат. Подобрать подходящий электрод, лучше рутиловый.
  2. Подготовить отрезок трубы и фланец. Отверстие во фланце должно быть больше внешнего диаметра трубы на 2- 3 мм.
  3. Положить фланец на рабочий стол. Вставить трубу в отверстие фланца.
  4. При этом конец трубы должен быть расположен на 1,5-2 мм выше нижней поверхности фланца. Такое взаимное расположение свариваемых деталей можно обеспечить на глаз или с использованием маркера.
  5. Включить электросварочный аппарат и произвести прихватку фланца в 4 местах, контролируя расположение трубы по вертикали и по горизонтали относительно нижней поверхности фланца.
  6. Обварить фланец с наружной стороны. Для обеспечения герметичности и получения ровного шва сварка производится в 2 этапа. Сначала проваривается корень.
  7. Молотком отбить шлак и произвести облицовочную сварку. При этом для получения более гладкого шва электродом производятся волнообразные движения.
  8. Произвести сварку трубы и фланца с внутренней стороны. Здесь кладется 1 шов.
  9. Молотком отбить образовавшийся при сварке шлак.
  10. Выключить сварочный аппарат и отключить его от сети.

  • В используемых в промышленности трубопроводах часто используются фланцевые соединения.
  • Для соединения труб и подключения арматуры в трубопроводах, работающих с агрессивными средами в условиях повышенных давления и температуры, используются фланцы из нержавеющей стали, обладающие устойчивостью к коррозии.
  • Промышленность выпускает разные виды нержавеющих фланцев, большинство из которых крепится к трубам с помощью .

Соединительные фланцы бывают двух видов – плоские и с вы – точками.

Разбалчивают соединительный фланец мачты, после чего вручную ее верхнюю секцию укладывают на обрез трубы по хорде и закрепляют к концу грузового каната. Снятое звено, страхуя веревкой, пропущенной через наружную скобу, плавно опускают за обрез трубы, а затем грузовой лебедкой опускают на землю. В аналогичной последовательности демонтируют нижнее звено мачты укосины, затем разбирают вначале нижнюю, а затем верхнюю площадки, используя для промежуточного складирования их элементов светофорную площадку дымовой трубы.

Размеры соединительных фланцев определяются в зависимости от давления в трубопроводе.

Поверхности соединительных фланцев деталей корпуса должны быть плоскими, без забоин и неровностей. При проверке на плите зазор не должен превышать 0 1 мм.

После скрепления соединительных фланцев с маховиком производится проверка его положения по отвесу и вала по расхождению щек.

Входной патрубок имеет соединительный фланец, с помощью которого вентиль присоединяют к сосуду или аппарату в случаях, когда сварка невозможна.

Клапан монтируется между соединительными фланцами газопровода в непосредственной близости от арматуры скважины. Шток клапана должен находится в вертикальном положении, а газ, проходящий через корпус клапана, должен иметь направление стрелки, нанесенной на корпусе клапана. Уплотнением фланцев служат металлические уплотнительные кольца, установленные по обеим сторонам корпуса. Импульсная трубка одним концом подсоединяется к отверстию штуцера, а другим – к газопроводу после клапана на расстоянии 0 8 – 1 0 м от фланца клапана. При установке импульсной трубки необходимо цилиндр клапана заполнить солидолом.

Клапан монтируется между соединительными фланцами газопровода в удобном по условиям эксплуатации и технологической обвязки месте. Уплотнение между фланцами газопровода и клапана достигается металлическими кольцами.

Зачем нужны и где применяются фланцы из нержавеющей стали

Трубопроводы — своеобразная артерия для любой промышленности или ЖКХ, по которой транспортируются все виды жидкости и газ. Любой трубопровод состоит из отдельно взятых участков, которые соединяются между собой. При этом стыки должны максимально плотно прилегать друг к другу и обладать достаточной прочностью, чтобы избежать протечки. Поэтому для соединения участков используют фланцы.

Читайте также:  Как закрепить фасадные панели на стену: особенности и этапы

Что такое фланец и почему лучше выбрать нержавеющую сталь?

Фланец — круглый диск или квадратное изделие с отверстием для трубы внутри, состоящее из двух частей с симметрично расположенными входами для болтов по периметру, при помощи которых фиксируют половинки друг с другом. При помощи фланцев производится фиксация разных участков труб, а также подсоединение к трубопроводу кранов, измерительных приборов или другого оборудования.

Для герметичности между дисками устанавливается прокладка из паранита, металла, гранита и других материалов. Фланцевые соединения можно демонтировать, что является одним из главных достоинств.

Одним из лучших материалов, из которых производятся фланцы, является нержавеющая сталь. Произведенные из нержавейки фланцы обладают следующими преимуществами:

  • Стойкостью к механическим нагрузкам.
  • Антикоррозийностью.
  • Возможностью выдерживать воздействие агрессивной среды.
  • Стойкостью к экстремальным значениям температуры. Выдерживают от -70°C до +450°C.
  • Экологичностью.

При этом, марка стали меняется в зависимости от условий эксплуатации трубопровода. Например, на судах дальнего плавания, на которых все оборудование испытывает сильную вибрацию и высокие перепады температур, применяют фланцы из стали 08Х18Н10Т. Для крепления арматуры используют фланцы из нержавеющей стали марки 25Х1МФ и 25Х2М1Ф, которые выдерживают давление до 100мПа. Самая популярная сталь для газопроводов и нефтепроводов — 13ХФА.

Разновидности фланцев

Все фланцы из нержавеющей стали, используемые в народном хозяйстве, делятся на три группы:

  1. Плоские. Круглый диск без выступов, с отверстием для трубы по центру и маленькими, симметрично расположенными входами для болтов по краю окружности.
  2. Воротниковые. Это фланцы с выступом по окружности центрального отверстия, который приваривается к поверхности трубопровода. Сварные фланцы используют для трубопроводов с высоким внутренним давлением, так как они имеют повышенную прочность.
  3. Заглушки. Это фланцы без отверстия для трубы, которые служат для перекрытия движения жидкости.

В промышленности иногда используют резьбовые фланцы, но крайне редко и по специальным заказам, поэтому они не выделяются в отдельную группу.

Область применения фланцев и сложность эксплуатации

Как мы уже отмечали,нержавеющие фланцы предназначены для соединения прямых участков трубопроводов. А трубопроводы используются практически во всех отраслях промышленности:

  • Химическая.
  • Пищевая.
  • Винно-водочная.
  • Металлургия.
  • Топливно-энергетический комплекс.
  • Жилищно-коммунальное хозяйство.
  • Частные хозяйства.

Преимущества фланцев из нержавейки очевидны, но есть и сложности при их эксплуатации. Это, прежде всего, цена, которая серьезно выше, чем у обычной стали и пластмассы. Хотя этот недостаток компенсируется более долгим сроком службы.
При использовании воротниковых фитингов, может возникнуть сложность с проведением сварочных работ. Для нержавеющей стали, в которой присутствует большое содержание хрома, применяются специальные электроды и разные способы сварки. При этом выбор электродов также зависит и от толщины свариваемой поверхности.

Наиболее распространены аргонно-дуговая, плазменная сварка, а также сварка с использованием вольфрамовых электродов. Для каждого случая используется свой метод поэтому, чтобы соединение получилось прочным и долговечным, сварочные работы должны проводиться специалистами.
Хотя демонтаж фланцевых соединений был отмечен нами как преимущество, но это трудоемкий процесс. Поэтому он не подходит для трубопроводов, которые надо часто чистить, например, в молочной промышленности.

Особенности монтажа фланцевых соединений

Выполнение монтажных работ для каждого вида нержавеющих фланцев производится по-разному. Плоские фланцы надеваются на трубу и обвариваются с двух сторон для увеличения прочности соединения. А при монтаже воротниковых фланцев приваривается только выступ к трубе в один шов, и время работы сокращается в 2 раза.

Сотрудники компании “СмартИнокс” поделились с нами схемой монтажа плоского фланца из нержавеющей стали, если вы решили сами выполнить эту работу:

  1. Подготавливаем сварочный агрегат и подбираем электроды, тип которых зависит от толщины стенки трубы. Лучше всего подходят рутиловые электроды марки ОК63.30 и ОК63.41.
  2. Подготавливаем конец трубы и фланец. При этом диаметр фланца должен быть на 2—4 мм больше трубного диаметра.
  3. Вставляем трубу во фланец.
  4. Конец трубы должен выступать на 3—4 мм дальше кромки фланца.
  5. Прихватываем его в нескольких местах, обеспечивая неподвижность.
  6. Обвариваем фланец с внешней стороны в два этапа. Сначала делаем корень, отбиваем шлак, а затем варим косметический шов. Сварка облицовочного шва должна вестись волнообразными движениями.
  7. Сварку внутреннего шва проводим в один этап.
  8. Отбиваем шлак и производим монтаж второй половины по такой же схеме.
  9. Затем стыкуем трубы и закручиваем болты. Соединение готово.

Таким образом, фланцевые соединения из нержавеющей стали обладают необходимой прочностью и долгим сроком службы, при условии транспортировки даже химически активных жидкостей. Но это возможно, если соблюдать технологию монтажа соединений и правильно выбирать тип нержавеющего фланца.

Нержавеющие фланцы: виды и сфера применения

Фланцевые соединения представляют собой наиболее востребованные приспособления для фиксации труб в жилищном строительстве и в промышленности. Они позволяют производить многократную сборку и разборку трубопровода в процессе эксплуатации и при ремонте. В настоящее время существует огромное количество разновидностей фланцев, которые применяются в различных ситуациях.

Где используются фланцы?

Трубопроводы предназначены для использования в многочисленных отраслях хозяйства: энергетике, машиностроении, нефтехимии, фармацевтике и т.д.

Система трубопроводов, которая используется на каком либо предприятии, обычно является многокомпонентной, т.к. одновременно должна выполнять множество различных задач. Основными составляющими элементами трубопровода являются фланцы. Они используются для надёжной герметизации соединений различных труб и технологических приспособлений. Например, фланцы служат для подсоединения к трубам фильтров и кранов.

В зависимости от технического назначения, а также от того, в какой системе они установлены, фланцы могут иметь различные характеристики. Главным параметром является материал, из которого они сделаны. Ведь чем прочнее он будет, тем более высокие нагрузки и давление сможет выдерживать.

Нержавеющие фланцы крепятся к трубопроводу при помощи болтов и гаек или шпилек. Такая установка позволяет выдерживать максимальные нагрузки, возникающие в системе. Однако данное крепление значительно сложнее собирать и разбирать. Поэтому, в большинстве случаев, болтовое соединение используется на тех трубопроводах, которые не требуют периодической чистки. В качестве примера, фланцевые крепления очень часто применяются на предприятиях, которые производят винные напитки, однако на молочных заводах их использование крайне не желательно, т.к. там систему приходится часто разбирать для промывки.
Все технические характеристики фланцев прописаны в ГОСТах: 12820-80, 12821-80, 12822-80.

Виды фланцев о способу соединения

По способу соединения фланцы подразделяются на следующие разновидности:

  • приварные плоские;
  • с внутренней резьбой;
  • воротниковые;
  • свободные на приварном кольце;
  • с резьбовым хвостовиком.

Приварные плоские

Данный тип фланцев имеет больший диаметр, чем сама труба. Он просто надевается на трубу и обваривается по периметру . Такой вид фланца является неразборным и используется в тех трубопроводах, которые не требуют специальной защиты от коррозии. Т.е., в тех системах, которые взаимодействуют с агрессивными средами.

Приварные фланцы могут выдерживать температуру в пределах: -70 — + 450 С и давление: 0,1 — 2,5 МПа.

С внутренней резьбой

Данный фланец представляет собой кольцо, которое имеет несколько отверстий под болты и внутреннюю резьбу. Он применяется для соединения двух труб небольшого диаметра, которые работают при малом давлении.

Такой фланец выдерживает температурные режимы от -50 до +510 С.

Воротниковые

Данные фланцы устанавливается к тубе встык и обваривается по периметру. Для того, что уменьшить протяжённость сварных швов, они имеют специальный выступ (воротник) в виде конуса. Внутренняя поверхность воротникового фланца контактирует непосредственно с агрессивными средами, поэтому она обязательно должна быть устойчива к их воздействию. Благодаря тому, они обладают повышенными показателями надёжности и герметичности.

Воротниковые фланцы могут выдерживать температурные режимы от -70 до +600 С и максимальное давление в 20 МПа.

Свободные на приварном кольце

Данные фланцы включают в себя приварное кольцо. При этом, сам фланец после установки может свободно вращаться. Данное соединение особенно актуально для соединения труб в труднодоступных местах.
Свободный фланец рассчитан на максимальное давление в 2,5 МПа и температуру: -30 — +300 С.

С резьбовым хвостовиком

Данные фланцы состоят из воротникового кольца и применяются в водопроводах и теплоснабжающих системах.
Максимальное давление, которое выдерживает фланец с резьбовым хвостовиком — 1,6 Мпа, а температура от -40 до +300 С.

Различия фланцев по поверхности присоединения

От поверхностей присоединения фланцев всегда требуется получение надёжного и герметичного соединения, поэтому для увеличения данных показателей применяются различные прокладки. Если рабочее давление меньше 6 Мпа, то используются прокладки из неметаллов: паронит, фторопласт и т.д. В тех случаях, если давление выше 6 Мпа, рекомендуется применять металлические прокладки: линзовые, овальные и т.д.

Все фланцы подразделяются на следующие виды:

  • с соединительным выступом;
  • с выступом;
  • с впадиной;
  • с шипом;
  • с пазом;
  • под прокладку с овальным сечением;
  • под прокладку линзовую;
  • с пазом под прокладку из фторопласта;
  • с шипом под прокладку из фторопласта.

В зависимости от характеристик трубопровода (диаметра, давления, назначение и т.д.) подбирается соответствующий тип фланца.

Материалы, применяемые для изготовления фланцев

Если по трубопроводу перемещаются агрессивные жидкости, то фланцы должны быть произведены из надёжного материала, невосприимчивого к коррозии. Всем этим показателям удовлетворяет нержавеющая сталь, которая к тому же не требует дополнительной окраски.

Нержавеющие фланцы во многих отраслях промышленности и производятся из стали марок: 12Х18Н10Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 10Х17 и Н13М3Т.

Приварка фланцев к трубам осуществляется при помощи электродуговой сварки.

Заключение

Фланцевые соединения являются неотъемлемой частью любого трубопровода. Без них не возможно нормальное функционирование всей системы.

Наибольшее распространение получили фланцы из нержавеющей стали, т.к. являются наиболее универсальными. Они способны выдерживать высокое рабочее давление, повышенные температуры и воздействие агрессивных сред. Кроме того, они не требуют постоянного ухода и дополнительной защиты от коррозии.

Заказать как фланцы, так и другие изделия из нержавеющей стали можно в компании ПищепромСталь. ПищепромСталь — поставщик продукции из нержавеющей стали в г. Екатеринбург.

В настоящее время существует огромное разнообразие различных видов фланцевых соединений, которые применяются в различных отраслях промышленности.

Добавить комментарий