Сварка фланцев

Содержание

Сварка фланцев

В современном мире сварка фланцев весьма распространенное явление. Фланец – это деталь круглой или квадратной формы с отверстиями для крепления отдельных частей трубо -, газо-, нефтепроводов, строительных конструкций большой длины.

Для чего предназначен фланец?

В основном фланцы предназначаются для формирования быстросъемных фланцевых соединений на трубах. В отличии от сварки такая конструкция обеспечивает возможность быстрого соединения или съема отдельных частей трубопровода, например, для проверки состоянии трубы на отдельных участках, установки кранов, датчиков, для возможности слива воды или для присоединения оборудования (тот же теплообменник). Фланцы навариваются на окончания труб и соединяют между собой болтами, шпильками в комплекте с ответным фланцем. Между ними обязательно ставятся прокладки из резины или других материалов.

Фланцы используются в разных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для герметичного подключения определенного участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам с целью подвода и отвода сред, а также для стыковки между собой отдельных участков трубы.

Классификация. Типы фланцев

Фланцы в разных странах изготавливаются по стандартам, соответствующим конкретным нормам, принятым в этих странах. Это может быть ГОСТ (для Украины ДСТУ ISO 7005-2:2005 (ІSO 7005-2:1988, ІDT). Металеві фланці.)), DIN или ТУ. По форме выделяются круглые, квадратные. Можно выявить два существенных группы фланцев:

  • для арматуры
  • для сосудов и аппаратов.

Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:

Приварной фланец воротниковый, накидной, раструбный, свободно вращающийся, резьбовой, глухой фланец. Пройдемся кратко по каждому из них.

Воротниковый фланец

Имеют характерную приварную горловину в виде конического концентратора, плавно переходящего к трубной стенке. Она обеспечивает распределение давления подаваемых веществ через конусную ступицу. Используется для трубопроводов с высоким давлением или высокими/низкими температурами. Воротниковый фланец необходимо приваривать V-образным или сплошным швом.

Фланцевый патрубок
Чаще всего применяется для второстепенных задач как подложка фланца для недорогой отбортовки.

Раструбный фланец

Предназначены для малогабаритных труб с большим давлением. Их срок службы в два больше чем у проваренных накидных фланцев. К недостаткам относится возможность разрывов, подверженность коррозии.

Сварка раструбных фланцев производится только с внешней стороны угловым швом встык, при этом необходимо чтобы остался небольшой люфт примерно в 1,6 мм чтобы компенсировать эффект теплового расширения (на картинке обозначено «Х»).

Накидной фланец

Требуют ровных краев трубы при соединении. Их срок службы в два-три раза меньше чем у воротниковых фланцев. из-за Сварка накидных фланцев производится с внешней и внутренней стороны угловыми сварными швами. Чтобы не повредить во время сварки поверхность фланца необходимо чтобы был зазор в 3 мм между концом трубы и внутренней кромкой фланца.

Вращающийся фланец

Свободно вращается на трубе, не привариваются. Вращающийся фланец при необходимости можно легко снять и заменить. Могут крепиться противоположными болтовыми соединениями.

Глухой фланец

Являет собой диск плоской формы с отверстиями для шпилек, болтов. Предназначены для перекрытия концевых отверстий труб, трубопроводов. В сочетании с другими фланцами, соединение такого типа является разборным. Не сваривается.

Резьбовой фланец

Приваривается редко, используется для трубопроводной арматуры, а также труб небольшого диаметра с толщиной стенки, достаточной для нарезки резьбы. В редких случаях может быть сделан уплотняющий сварной шов.

Сварка фланцев — техника

Величина зазора в стыке или как часто его называют люфт часто определяет технику сварки. В общей сложности 7/10 всех стыков «внутренний диаметр фланца-труба» требуют наличия небольшого люфта. В случае когда зазор не требуется, используется техника в лодочку, так как она минимально подвержена затеканиям расплавленного металла и при этом кромки глубоко провариваются. Если люфт превышает 1.5 мм, для хорошей свариваемости применяется техника поперечных колебательных движений электрода под углом 30° к плоскости оси трубы.

Для зазора в 4-5мм, сварка ведется угловыми швами с большими катетами равными стандартной величине плюс высота зазора.

Ширина и высота шва зависят от размера трубы в поперечнике. Обратимся к примерам. Для внешнего шва необходимо большее количество наплавленного металла со стороны фланца. Таким образом шов немного не симметричен и его катет на трубе будет меньше. Ширина внутреннего шва в идеале должна соответствовать толщине трубы, но не более 0,7 см. Высота — от 0,5 до 1 см в зависимости от сечения трубы в поперечнике.

Сварка фланцев должна проводиться с двух сторон. Чтобы получить крепкое соединение необходимо сначала проварить с наружной, а после для уплотнения с внутренней стороны. Таким образом внутренний и наружный сварные швы очень прочно соединят две части сварного узла. Такая практика применима для плоских стальных фланцев. При этом в тех местах, где зазоры более 2,5 мм, для присадки используется электрод или сварочная проволока о 1.6-2.5 мм.
Сварка фланцев с двух сторон начинается сначала с внутренней стороны. После сравниваются неровности прихватки с внешней стороны, проводится зачистка и сварка в направлении слева- направо. Два прохода нужны только в том случае, если получается большой зазор.

Накладка сварного шва только с одной стороны применима для стальных фланцев, привариваемых встык, когда вплотную соединяются «воротник» фланца и торец трубы.

Сварка патрубков

Предварительно патрубок и фланец прихватывают с соблюдением всех углов. После сварной узел устанавливается на вращатель. Обрызгивается спреем против сварочных брызг и начинаем сварку.

Стандартно, согласно ГОСТу 16037-80 для труб с давлением от 10 до 25 кгс/см2 необходимо на фланце делать скосы .

Для приварки фланцев, патрубков рекомендуется использовать вращатели. Они дают возможность легко вращать, наклонять в нужное положение и приподнимать обрабатываемую деталь или кусок трубы. Таком образом можно без лишних усилий сваривать, шлифовать или даже красить объект

Необходимые меры предосторожности

Сварка фланцев требует внимания и соблюдения мер, способных уберечь сварщика от наиболее распространенных ошибок. Предварительно перед сваркой нужно зачистить и подготовить кромки. Соединяя воедино фланцевые соединения следите за тем, чтобы они были строго перпендикулярны к оси трубы. Допустимые отклонения могут быть до 1 % от наружного диаметра фланца, но не превышать 2 мм.

Чтобы проверить ровно ли приварен фланец (перпендикулярность, соосность) можно воспользоваться обычным или специально предназначенным угольником для фланцев.

При самостоятельной сборке узлов требуется учитывать длину болтов, толщину прокладки. Необходимо чтобы все головки болтов располагались с одной стороны, не были утоплены, а их окончания выступали на уровень трех шагов резьбы. Сварной шов и край трубы не должны быть выше уровня зеркала фланца.

Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за зеркало фланца. Отклонения линейных размеров собранных узлов не должны превышать ±3 мм при длине до 1 м и ±1 мм на каждый последующий метр.

Контроль качества сварных швов

Для проверки качества сварного шва чаще всего используют старый добрый внешний осмотр с замерами размеров при надобности. Убедитесь в том, что видимые дефекты отсутствуют:

  • трещины,
  • непровары,
  • кратеры более 0,5 мм,
  • прожоги,
  • поры,
  • шлаковые включения,
  • значительные отклонения высоты или ширины шва,
  • подрезы и наплывы в переходной зоне от основного металла к наплавленному.

Неразрушающие методы контроля: ультразвуковой, радиографический метод. Последний обязателен для контроля допускных стыков. Иногда металлографические исследования.

Приварка фланцев к стальным трубопроводам

Фланцами называют стальные диски (кольца) различной конфигурации, они предназначены для быстросъемных соединений на трубопроводах. Их крепят приваркой к трубным отрезкам. Они необходимы для установки запорной арматуры, приборов учета, при монтаже новых отводов. Их надевают на край трубы. Самый эффективный способ крепления фланца к трубе – приварка. Кольца должны закрепляться без перекосов, строго по сечению трубы.

Приварка фланцев производится несколькими способами, в каждой технологии есть свои нюансы, которые нужно учитывать для получения качественного герметичного шва, не препятствующего потоку транспортируемой жидкости.

Как приварить фланец к трубе ровно

Фланцами называют стальные диски (кольца) различной конфигурации, они предназначены для быстросъемных соединений на трубопроводах. Их крепят приваркой к трубным отрезкам. Они необходимы для установки запорной арматуры, приборов учета, при монтаже новых отводов. Их надевают на край трубы. Самый эффективный способ крепления фланца к трубе – приварка. Кольца должны закрепляться без перекосов, строго по сечению трубы.
Приварка фланцев производится несколькими способами, в каждой технологии есть свои нюансы, которые нужно учитывать для получения качественного герметичного шва, не препятствующего потоку транспортируемой жидкости.

Читайте также: Гофра для унитаза: размеры, виды, выбор гофрированного слива + установка своими руками

Типы фланцев

Прежде, чем говорить о сварке фланцев, важно изучить их конструкционные особенности. Размеры, форма регламентируются ГОСТом или техническими условиями. Они различаются по геометрии, размерам, делают их из высокоуглеродистых или легированных нержавеющих сталей или сортов чугуна, поддающегося ковке.

По функциональности выделяют две группы фланцев:

  • арматурные;
  • предназначенные для сосудов и аппаратов.

Конструкционно фланцы делятся на несколько видов:

  • Воротниковый — применяется на системах высокого давления. Горловина по конусу сужается, она выполнена в форме конического центратора, распределяющего давление потока. По американской классификации он называется «Lap Joint» (привариваемый внахлест). Крепится сплошным валиком или швом в форме буквы «V».
  • Раструбный — применяется на технологических магистралях небольшого сечения, рассчитан на высокое давление транспортируемой среды, маркируется «Socket-welding» (с впадиной для шва). Его приварка производится только с внешней стороны, необходимо оставлять люфт до 1,6 мм на случай расширения трубы при нагреве горячим носителем. Угловой шов делается встык.
  • Накидной или сквозной — крепится на расстоянии 3 мм от края трубы, международное обозначение «Slip-on» (со сквозным отверстием). Фиксируется с обеих сторон угловым швом – приварка к наружной и внутренней стенке.
  • Глухой — выполняет функцию заглушки, образует разборное соединение с трубой, может иметь надпись «Blind flanges». Приваркой не крепится, держится на болтовом соединении.
  • Плоский — состоит из кольца и пластины, рассчитан на невысокое давление до 2,5 МПа, приваркой к внешнему краю трубы крепится только кольцо, пластина остается подвижной.
  • Резьбовой — используются на врезаемой арматуре, где есть нарезка или накатка резьбы, маркируется «Threaded flanges». Насаживается на конец трубы механически, редко дополнительно фиксируются приваркой.
Читать статью  Чугунная фланцевая задвижка

Виды фланцев

Характеристики регламентируются ГОСТ или техническими требования заказчика. Они отличаются по геометрии, размеру, материалу.

Классификация по функциональности:

  • для аппаратов и сосудов;
  • арматурные.

Типы по конструкции:

  • Воротниковый. Коническая горловина хорошо распределяет давление, поэтому такой тип подходит для трубопровода с повышенным давлением. Устанавливается путем приварки V-швом или сплошным.
  • Раструбный. Используют для магистралей с маленьким сечением, выдерживает большое давление. Оставляют зазор 1,6 мм и приваривают с лицевой стороны. Пространство оставляют на случай, если труба будет расширяться при сильном нагреве.
  • Сквозной. Фиксируется за 3 мм до края трубы сваркой к двум сторонам стенки угловым швом.
  • Глухой. Это фланец-заглушка, помогающий создать разборную конструкцию.
  • Плоский. Конструкция изделия — это пластина и кольцо, которое крепится к системе водопровода. Пластина остается в свободном вращении. Выдерживает давление до 2,5 МПа.
  • Накидной. Неуниверсальный тип: использовать такой фланец можно только на трубопроводах с идеально ровными кромками. Варятся с двух сторон методом угловых швов.
  • Резьбовой. Подходит для систем водопровода малого диаметра с возможностью сделать резьбу, поэтому не приваривается.

Согласно ГОСТ, фланцы производят из нержавейки, углеродистой или легированной стали, а также чугуна.

Способы приварки фланцев

От правильности соединения элементов трубопровода зависит герметичность системы. Приварку диска осуществляют по двум методикам:

  1. Приварка встык подразумевает образование шва по всей окружности проката в одном месте.
  2. Приварка надетого диска по двум стенкам: наружной и внутренней.

Работа с фланцами требует опыта, такую сварку новичкам не доверяют. Любой перекос плоскостей под приварку приводит к разгерметизации стыкового узла, увеличивает риск прорыва магистрального трубопровода высокого давления.

Приварка фланца к трубе

До сварочных работ проводится подготовка кромок. Места швов зачищают до блеска. При самостоятельной сборке узлов учета или врезке запорной арматуры важно учитывать толщину уплотняющей прокладки, диск устанавливают с учетом толщины резины. Головки болтов на фланцах располагаются только с одной стороны. Концы выступают минимум на 3 витка резьбы. Зеркало диска всегда располагается выше шва и кромки, край проката не должен выходить за плоскость диска. Приваривать фланец к трубе ровно помогают прихватки соединения, когда диск обездвижен, можно приступать к швам.

При давлении до 10 МПа производится приварка без скоса, при высоком, до 25 МПа – со скосами.

Для приварки фланцев к стальным трубопроводам применяют вращатели. Они придают узлу мобильность, улучшают доступ к рабочей зоне, облегчают процесс сварки. В процессе сварки электрод остается неподвижным, узел постепенно проворачивается вокруг оси. На вращателе производят финишную зачистку швов, грунтовку и покраску фланцевого узла.

Важные моменты сборки фланцевого соединения:

  • необходимо крепить диск перпендикулярно к трубопроводу, для проверки используется контрольный треугольник и щуп, допустимое отклонение 2% от наружного диаметра;
  • оси болтовых отверстий на двух дисках должны совпадать, соосность проверяется уровнем и отвесом. Допустимые отклонения: а) 1 мм для отверстий диаметром от 18 до 25 мм; б) 2 мм для диаметров до 41 мм.

Читайте также: Кран-букса: правильный выбор и замена «сердца» смесителя

Техника «лодочка» применяется для соединений без люфта, кромки провариваются на большую глубину. Если зазор в пределах 1,5 мм, приварка производится поперечными колебательными движениями, электрод держат под углом 30° к поверхности трубы. Люфт 4–5 мм оформляется угловым швом большими стежками (катетами). При большом зазоре допускается две проходки.

Ширину и высоту валика определяют по размеру проката. На внешней стороне трубы делают толстый наплавочный валик, на внутренней – минимальный, чтобы он не изменял сечение потока.

Рассмотрим правила монтажа фланцевых соединений

  • При монтаже фланцевых соединений устраняют все перекосы, удаляют лишние зазоры.
  • Прихватывают фланцы точечной сваркой.
  • Отверстия для шпилек или болтов размещают напротив друг друга.
  • Если трубопровод используется при высокой температуре, то резьбу на шпильках или болтах необходимо прографитить, чтобы не допустить их «схватывания» с гайками при эксплуатировании.
  • Подбираем необходимые прокладки правильной формы и размеров по ГОСТу.
  • При установке фланцев гайки должны быть с одной стороны, а болты с другой.
  • Гайки затягиваются поочередно по диагонали (крест-накрест), чтобы обеспечить параллельность поверхностей уплотнения.
  • В трубопроводах с агрессивными субстратами на фланцевые узлы устанавливают защитные кожухи.

Технологические способы при сварке достаточно схожи, единственное, они могут различаться в зависимости от крепления патрубка.

Также не стоит забывать, что сложность работы зависит от изначально намеченного чертежа, а также чтобы крепление соответствовало правилам монтажа фланцевых соединений.

Имейте в виду, что зачастую после работы над фланцевым соединением оставляют небольшой зазор. В случае, когда в люфте нет необходимости, применяется метод сварки, именуемой «сварка в лодочку». Также используют метод сварки под названием «угловая сварка». Этот метод находит применение при сварке в местах люфта в 4-5 мм.

Приварка фланца к трубе происходит с каждой из сторон. Вначале снаружи, после, для более плотного шва — изнутри. Такой метод сварки чаще всего используют для плоских фланцевых деталей.

Также используется метод по сварке одной стороны — внешней. Но он применим в основном для воротникового фланца, когда необходимо приварить фланец встык.

Контроль качества сварных швов

Для проверки герметичности крепления фланца используют ультразвуковой метод. Шов проверяют:

  • на трещины;
  • присутствие шлаковых включений, наплывов, надрезов;
  • недопустимы прожоги, кратеры, пористость.

Дефектоскопия проводится также металлографией. На ответственных соединениях качество сварки фланцев к трубе проверяют радиографическим методом неразрушающего контроля.

Зная тонкости закрепления фланцев, в случае необходимости можно самостоятельно провести приварку диска к участку водопроводной системы.

Приварка фланцев к стальным трубопроводам диаметром: 100 мм

ЛОКАЛЬНАЯ РЕСУРСНАЯ ВЕДОМОСТЬ ГЭСН 22-03-014-03

Наименование Единица измерения
Приварка фланцев к стальным трубопроводам диаметром: 100 мм 1 фланец
Состав работ
01. Насадка фланцев на концы труб. 02. Приварка фланцев.

Расценка учитывает ПЗ работы на 2000 год

(Московские цены), рассчитаны по ГЭСН образца
2009 года
. К стоимости нужно применять индексацию перевода в текущие цены.

Вы можете перейти на страницу расценки, которая рассчитана на основе нормативов редакции 2014 года с дополнениями 1 Для определения состава и расхода материалов, машин и трудозатрат применялись ГЭСН-2001

Наименование Ед. Изм. Трудозатраты
1 Затраты труда рабочих-строителей Разряд 5 чел.-ч 0,7
2 Затраты труда машинистов (справочно, входит в стоимость ЭМ) чел.-ч 0,39
Итого по трудозатратам рабочих чел.-ч 0,7
Оплата труда рабочих = 0,7 x 11,08 Руб. 7,76
Оплата труда машинистов = 5,26 (для начисления накладных и прибыли) Руб. 5,26

ЭКСПЛУАТАЦИЯ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ

Читайте также: Зачем нужен термостатический клапан для теплого пола – принцип работы и правила выбора

Шифр Наименование Ед. Изм. Расход Ст-сть ед. Руб. Всего Руб.
1 150202 Агрегаты сварочные двухпостовые для ручной сварки на тракторе 79 кВт (108 л.с.) маш.-ч 0,39 133,97 52,25
Итого Руб. 52,25
Шифр Наименование Ед. Изм. Расход Ст-сть ед. Руб. Всего Руб.
1 101-1513 Электроды диаметром 4 мм Э42 т 0,00029 10315 2,99
2 507-9508 Фланцы стальные плоские шт. 1 0,00
Итого Руб. 2,99

ИТОГО ПО РЕСУРСАМ: 55,24 Руб.

ВСЕГО ПО РАСЦЕНКЕ: 63,00 Руб.

Посмотрите стоимость этого норматива в текущих ценах открыть страницу

Сравните значение расценки со значением ФЕР 22-03-014-03

Для составления сметы, расценка требует индексации перехода в текущие цены. Расценка составлена по нормативам ГЭСН-2001 редакции 2009 года

в ценах
2000 года
. Для определения промежуточных и итоговых значений расценки использовалась программа
DefSmeta

Стальные фланцы под приварку. Монтаж фланцев стальных приварных

Соединения труб выполняются неразъемными и разъемными.

Неразъемное соединение труб или отдельных частей трубы (прямой участок и стандартные колена) — это соединение, в ко­тором не имеется фланцев, муфт, ниппелей и пр.

Неразъемные соединения осуществляются при помощи сварки и пайки и применяются ограниченно, по специальному согласова­нию.

Внедрение новых высокопроизводительных методов автома­тической и полуавтоматической сварки значительно расширяет возможности применения автоматической сварки приварных фланцев и пр.

, а также дает экономию времени и средств при изготовлении и мон­таже деталей трубопроводов.

Фланцы как стандартные разъёмные соединения трубопроводов

Разъёмное соединение выполняется при помощи фланцев, штуцеров, фитингов, дюритовых муфт и пр.

Фланцы в основном применяются для труб диаметром больше 30—32 мм. Фланцы ставятся круглые и овальные. Овальные при­меняются только в переговорных системах, на сточных и воздуш­ных трубах; в остальных случаях производится круглые фланцы. Круглые фланцы бывают жесткими (фланцы стальные приварные встык и фланцы плоские) и свободносидящими (свободные фланцы ГОСТ 12822-80).

Жесткие фланцы наглухо привариваются к трубе; фланцы свободные с трубой жестко не соединены и могут по ней перемещаться.

Жесткие фланцы применяются для соединения стальных труб и в тех случаях, когда применение свободносидящих (свободных) фланцев не приводит к упрощению монтажных работ.

Фланцы изготовляются из стали, латуни и бронзы; они являются стандартными деталями трубопроводов, поэтому изготовление их специализировано.

Ручная дуговая приварка фланцев

Широко применяемый в настоящее время метод ручной эле­ктродуговой приварки стальных фланцев весьма трудоёмок и не обеспечивает нужного качества сварного шва.

В силу этого при­ходится применять развальцовку, также не обеспечивающую тре­буемой прочности соединения.

Контактная приварка фланцев

В случае применения фасонных фланцев, т. е. фланцев с бур­том, можно рекомендовать автоматический контактный метод приварки фланца к трубе.

Контактную приварку легко освоить — метод этот не нов, а сварочное оборудование выпускается отечественными заводами. Эффективность применения контактной приварки по сравнению с дуговой ручной видна из таблицы 1.
Таблица 1. Приварка фланцев. Сравнительные данные об эффективности различных способов приварки фланцев.

Операция Время приварки фланца, мин.
к трубе Ду 15 мм к трубе Ду 100 мм к трубе Ду 400 мм
ручная электродуговая сварка контактная стыковая сварка контактная стыковая сварка контактная стыковая сварка контактная стыковая сварка контактная стыковая сварка
Сборка для ручной приварки фланца 3 6,0 12
Сварка дуговая ручная 3 8,5 24
Сборка в контактной машине 1,0 2,5 4
Сварка в контактной машине 0,5 1,0 2
Общее время сварки 6 1,5 14,5 3,5 36 6
Читать статью  Фланцы - очень важный элемент трубопровода

Метод контактной приварки универсален, так как позволяет производить приварку фланцев к трубам, имеющим различную толщину стенок и различные сечения.

В табл. 2 приведены данные о применяемой аппаратуре и площадях сечений приварных деталей трубопроводов.
Таблица 2. Аппаратура для приварки фланцев и площадь сечения свариваемых деталей

Читайте также: Фитинги сантехнические: назначение, разновидности и особенности

Марка аппарата стыковой сварки Площадь сечения свариваемых деталей, мм2
минимальная максимальная
АСА-30 113 490
АСА-60 176 1880
АСА-70 190 2100
АСА-100 207 2500

Указанные в табл. 2 машины необходимо снабжать спе­циальными зажимными устройствами, обеспечивающими надёж­ность сжатия и центровки свариваемых деталей, а также под­вода тока к ним (например, приспособления со съемными губ­ками для захвата фланцев различного диаметра).

Режим приварки может быть рекомендован тот же, что и для сварки труб встык. Внутренний грат при приварке фланцев удаляют оправкой с двумя сменными резцами, установленными на цилиндрической выточке стержня. Удаление производят при горячем шве. Наружный грат удаляют ручником при горячем шве с последующей зачисткой.

Последовательность процесса приварки фланцев рекомендуется следующая:свариваемые изде­лия укладывают в губках машины; подвижную губку отводят в исходное положение; стыкуемые торцы сводят вместе и закре­пляют в губках.

Затем установленные изделия подогревают до темпера­туры 800—900°C. При этой температуре происходит оплавление торцов (детали непрерывно сближают, до перехода от оплавле­ния к осадке). С этого момента, увеличивая скорость передви­жения механизма подачи, производят осадку.

Когда сварной шов достигнет необходимой величины осадки, срабатывает автоматический выключатель, ток выключается и процесс приварки на этом заканчивается.

Газовая приварка стальных фланцев обеспечивает достаточ­ную прочность и плотность соединений, но весьма неэкономична (значительная трудоёмкость работ при высокой квалификации газорезчиков; большой расход ацетилена и кислорода).

Автоматическая приварка фланцев качественными электро­дами, равно как и приварка фланцев автоматом под слоем флюса, не могут быть рекомендованы ввиду:

  1. высокой трудоемкости работ, особенно при сварке труб со сложной кривизной;
  2. возможности прожога шва при работе с трубами, имею­щими толщину стенок менее 5 мм.

Наиболее приемлемым способом приварки фланцев следует считать контактный. Преимуществами его перед другими спосо­бами являются:

  1. высокая производительность;
  2. автоматизация процесса;
  3. высокое качество шва;
  4. отсутствие дополнительных расходных материалов (электродов, газов и т. д.);
  5. возможность использования отечественного оборудования.

Полуавтоматическая приварка фланцев под слоем флюса

Уже довольно давно нашел применение прогрессив­ный способ приварки стальных фланцев к трубам и переборочным стаканам — способ приварки полуавтоматом под слоем флюса.

Основным конструктивным узлом полуавтомата (рис. 1) является каретка с электродом, вращающаяся вокруг неподвиж­ной трубы. Вращение каретки осуществляет­ся вручную. Электрод подается по гибкому шлангу (так же, как в шланговом полуавто­мате ПШ-5). На рис. 2 показан перебороч­ный стакан, сваренный полуавтоматом.

Режим сварки следующий: сварочный ток 240—320 А, напряжение дуги 20—25 В, скорость подачи 100 м/час, угол наклона электрода к вертикали 30°.

Флюс применяется АН-348-Ш или АН-348 мелкой грануляции. Ток целесообразно при­менять постоянный; проволока марки IA по ГОСТ 2246—43 диа­метром 2 или 4 мм. Полуавтомат допускает одновременно на­ложение двух сварочных швов.

Развальцовка и отбуртовка труб

Развальцовку конца трубы, входящего во фланец, делают для того, чтобы повысить уплотнение и обеспечить непроницаемость фланцевого соединения. Общий вид развальцованной трубы с фланцем по­казан на рис. 3.

При изготовлении фланца в нем делают желобок-выточку, куда при раз­вальцовке входит металл трубы. Валь­цуемый участок трубы должен плотно лечь в выточку фланца.

Операцию развальцовки производят на специальных станках или приспо­соблениях. Одна из конструкций станка для развальцовки труб показана на рис. 4. Конец трубы 1 зажимают в тисках 2 при помощи винта 3.

Поворотом маховичка 4 производят нужную установку вальцую­щего механизма 5. Трубу подводят (и отводят) к вальцующему механизму при помощи штурвала 6.

Вращение патрона 7 с укре­пленными на нем вальцующими приспособлениями осуще­ствляется при помощи электродвигателя 8.

На рис. 5 изображен процесс развальцовки.

Отбуртовку, применяемую для соединений значительного ко­личества красномедных труб, а также для некоторых типов фланцевых соединений стальных труб производят в соответ­ствии с назначением трубопровода и характером соединения.

Отбуртовку выполняют для обеспечения плотного прилегания кромки трубы к фаскам фланцев или колец по всему их периметру.

Отбуртованная кромка трубы должна перекрывать фаску фланца или приварного кольца по всей окружности. Трещины, надрезы, рванины на поверхности отбуртовки не допускаются.

Отбуртовку производят вручную или при помощи специаль­ных приспособлений. Второй способ предпочтительнее, как более экономичный и производительный. Развальцовка и отбуртовка контролируются отделом технического контроля.

Проточка фланцев и подрезка под головки болтов и гайки

После приварки производят проточку фланцев, чтобы устранить коробление, получающееся при сварке. Толщина сни­маемого слоя на рабочих поверхностях фланцев не должна быть больше 1 мм. Одновременно с этим производят подрезку вы­ступающих кромок трубы, образовавшихся после отбуртовки или развальцовки.

Если на поверхности фланцев до проточки имелись уплотнительные канавки, то после проточки их необходимо восстановить.

Проточку фланцев можно производить либо на горизонтально-расточном станке, либо с помощью специальных приспособлений.

Чтобы обеспечить плотное прилегание гайки или головки болта к тыльной стороне фланца при монтаже труб, необходимо фланец подрезать.

Подрезка мест прилегания гаек (вместо болтов могут применяться шпильки для фланцевых соединений) или головок болтов не дол­жна иметь глубину более 1 мм; при этом плоскость торцовки должна быть параллельна присоединительной плоскости фланца. Подрезку обычно производят подрезным резцом на расточном станке с помощью оправки или специального приспособления.

При применении свободных фланцев проточке под­вергаются торцовые поверхности приварных колец. Проточка фланцев кон­тролируется отделом технического контроля.

Заключение

При монтаже фланцев используются методы сварки различного уровня автоматизации. Монтаж фланцев, выполненный последовательно, гарантирует герметичность соединения.

Классификация изделий

Общее строение детали представляет собой кольцои пластину с отверстиями по краю. Чтобы обеспечить герметичность между элементами, устанавливают еще и прокладку изрезины в соответствии с назначением трубопровода – кислотостойкой, термостойкой. Соединяют кольцо и пластину с помощью крепежа – болтов с гайками или шпилек.

По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.

Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.

  • Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
  • Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
  • Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
  • Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
  • Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
  • Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
  • Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.

Виды стальных фланцев

В городские и промышленные трубопроводы устанавливают разные виды фланцев. При правильном монтаже они обеспечивают герметичную стыковку оборудования и трубопроводной арматуры. Тип детали выбирают с учетом требуемой прочности, надежности соединения.

По конструктивным особенностям выделяют категории фланцев:

Читайте также: Разновидности и характеристики канализационных тройников: применение, инструкция по установке и советы как выбрать

  • воротниковый. На поверхности детали есть небольшой выступ – так называемая «юбка» или «воротник». Фитинг с горловиной прост в монтаже, т.к. для его фиксации нужен всего один сварной стык. Обычно используют сплошной или V-образный шов;
  • плоский приварной. Внешне соединительный элемент выглядит, как стальная пластина с отверстиями. Для ее крепления в систему выполняют два сварочных шва по окружности детали;
  • свободный на приварном кольце. По конструкции он состоит из двух частей: собственно фланца и кольца (диаметр элементов идентичен). Диск крепят на трубу сварным способом, а фланец остается свободно вращающимся. Конструкция адаптирована для сетей с невысоким давлением (до 2,5 МПа).

В чем разница между плоскими и воротниковыми комплектующими? Соединения, созданные с помощью первых, более хрупкие. Арматура с приваренной горловиной распределяет давление, механические напряжение между стальной трубой и фланцем более равномерно. Поэтому арматуру воротникового типа ставят на линии, которые транспортируют среды под высоким давлением.

Для качественного соединения отдельных секций труб, валов, подключения контрольно-измерительных приборов к магистрали используют ответный фланец. Его еще называют «контрфланец». Комплектующее для гражданско-бытовых и промышленных сетей выглядит, как металлический диск с равномерно расположенными крепежными отверстиями на поверхности. Соединение образуется парами: два элемента с разными типами исполнений стыкуют по принципу мама-папа.

Фитинг с выпуклой частью подсоединяют к металлоизделиям со впадиной на поверхности. В результате образуется герметичное соединение, которое особенно востребовано в сложных и высокоточных объектах.

Приварка фланца к трубе по ГОСТ

Технология сварки в принципе одинакова, за исключением крепления патрубков. Однако необходимо учитывать и сложность конструкции – рекомендуется уточнять чертежи, и соответствие требованиям по креплению.

В большинстве случаев необходимо сохранение зазора в стыке. Если люфт не нужен, допускается техника сварки в лодочку. Если люфт должен быть большим – более 4–5 мм, изделие приваривают угловыми швами. Все это, естественно, влияет на расценки.

Читать статью  Гофрированные металлические МГК

Размеры шва зависят от трубопровода. Ширина внутреннего шва обычно равна толщине стенки, высота – от 0,5 до 1 см, что определяется сечением трубопровода. Внешний шов требует большего наплавления металла, поэтому он несколько несимметричен.

Приварка производится с 2 сторон: сначала с наружной, а затем, для уплотнения шва – с внутренней. Такой метод более всего подходит для плоских фланцевых деталей. Сварка с одной стороны осуществляется, если изделие приваривается встык, как в случае с воротниковым фланцем.

Приспособление для приварки фланцев к трубам подходит не всякое. Обычно рекомендуется аппарат Лисицына и Бондаренко. При сварке электрод здесь остается неподвижным, а проворачивается трубопровод.

На видео процесс сварки рассматривается более подробно.

Методы крепления

Обычно зазор оставляют, однако если он не требуется, можно приваривать техникой лодочка. Когда люфт нужен — варят угловыми швами.

Таким образом, выделяют 2 метода приварки:

  • шов с одной стороны по трубе — встык. Подходит для воротникового типа изделия;
  • по двум сторонам стенки трубы. Сразу фланец фиксируют с лицевой стороны, а после этого с внутренней. Варить с внутренней стороны необходимо для уплотнения шва. Этим методом фиксируют плоские фланцы.

Провести такие работы достаточно сложно. При сварке используют несколько типов швов — вертикальные, потолочные, горизонтальные. Проводить такие работы должен высококвалифицированный сварщик.

Для чего предназначен фланец?

В основном фланцы предназначаются для формирования быстросъемных фланцевых соединений на трубах. В отличии от сварки такая конструкция обеспечивает возможность быстрого соединения или съема отдельных частей трубопровода, например, для проверки состоянии трубы на отдельных участках, установки кранов, датчиков, для возможности слива воды или для присоединения оборудования (тот же теплообменник). Фланцы навариваются на окончания труб и соединяют между собой болтами, шпильками в комплекте с ответным фланцем. Между ними обязательно ставятся прокладки из резины или других материалов.

Фланцы используются в разных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для герметичного подключения определенного участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам с целью подвода и отвода сред, а также для стыковки между собой отдельных участков трубы.

Классификация. Типы фланцев

Фланцы в разных странах изготавливаются по стандартам, соответствующим конкретным нормам, принятым в этих странах. Это может быть ГОСТ (для Украины ДСТУ ISO 7005-2:2005 (ІSO 7005-2:1988, ІDT). Металеві фланці.)), DIN или ТУ. По форме выделяются круглые, квадратные. Можно выявить два существенных группы фланцев:

  • для арматуры
  • для сосудов и аппаратов.

Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:

Приварной фланец воротниковый, накидной, раструбный, свободно вращающийся, резьбовой, глухой фланец. Пройдемся кратко по каждому из них.

Воротниковый фланец

Имеют характерную приварную горловину в виде конического концентратора, плавно переходящего к трубной стенке. Она обеспечивает распределение давления подаваемых веществ через конусную ступицу. Используется для трубопроводов с высоким давлением или высокими/низкими температурами. Воротниковый фланец необходимо приваривать V-образным или сплошным швом.

Фланцевый патрубок Чаще всего применяется для второстепенных задач как подложка фланца для недорогой отбортовки.

Раструбный фланец

Предназначены для малогабаритных труб с большим давлением. Их срок службы в два больше чем у проваренных накидных фланцев. К недостаткам относится возможность разрывов, подверженность коррозии.

Сварка раструбных фланцев производится только с внешней стороны угловым швом встык, при этом необходимо чтобы остался небольшой люфт примерно в 1,6 мм чтобы компенсировать эффект теплового расширения (на картинке обозначено «Х»).

Накидной фланец

Требуют ровных краев трубы при соединении. Их срок службы в два-три раза меньше чем у воротниковых фланцев. из-за Сварка накидных фланцев производится с внешней и внутренней стороны угловыми сварными швами. Чтобы не повредить во время сварки поверхность фланца необходимо чтобы был зазор в 3 мм между концом трубы и внутренней кромкой фланца.

Вращающийся фланец

Свободно вращается на трубе, не привариваются. Вращающийся фланец при необходимости можно легко снять и заменить. Могут крепиться противоположными болтовыми соединениями.

Сварка фланцев

В современном мире сварка фланцев весьма распространенное явление. Фланец – это деталь круглой или квадратной формы с отверстиями для крепления отдельных частей трубо -, газо-, нефтепроводов, строительных конструкций большой длины.

Для чего предназначен фланец?

В основном фланцы предназначаются для формирования быстросъемных фланцевых соединений на трубах.

В отличии от сварки такая конструкция обеспечивает возможность быстрого соединения или съема отдельных частей трубопровода, например, для проверки состоянии трубы на отдельных участках, установки кранов, датчиков, для возможности слива воды или для присоединения оборудования (тот же теплообменник). Фланцы навариваются на окончания труб и соединяют между собой болтами, шпильками в комплекте с ответным фланцем. Между ними обязательно ставятся прокладки из резины или других материалов.

Фланцы используются в разных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для герметичного подключения определенного участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам с целью подвода и отвода сред, а также для стыковки между собой отдельных участков трубы.

Классификация. Типы фланцев

Фланцы в разных странах изготавливаются по стандартам, соответствующим конкретным нормам, принятым в этих странах. Это может быть ГОСТ (для Украины ДСТУ ISO 7005-2:2005 (ІSO 7005-2:1988, ІDT). Металеві фланці.)), DIN или ТУ. По форме выделяются круглые, квадратные. Можно выявить два существенных группы фланцев:

  • для арматуры
  • для сосудов и аппаратов.

Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:

Приварной фланец воротниковый, накидной, раструбный, свободно вращающийся, резьбовой, глухой фланец. Пройдемся кратко по каждому из них.

Воротниковый фланец

Имеют характерную приварную горловину в виде конического концентратора, плавно переходящего к трубной стенке. Она обеспечивает распределение давления подаваемых веществ через конусную ступицу. Используется для трубопроводов с высоким давлением или высокими/низкими температурами. Воротниковый фланец необходимо приваривать V-образным или сплошным швом.

Фланцевый патрубок Чаще всего применяется для второстепенных задач как подложка фланца для недорогой отбортовки.

Раструбный фланец

Предназначены для малогабаритных труб с большим давлением. Их срок службы в два больше чем у проваренных накидных фланцев. К недостаткам относится возможность разрывов, подверженность коррозии.

Сварка раструбных фланцев производится только с внешней стороны угловым швом встык, при этом необходимо чтобы остался небольшой люфт примерно в 1,6 мм чтобы компенсировать эффект теплового расширения (на картинке обозначено «Х»).

Накидной фланец

Требуют ровных краев трубы при соединении. Их срок службы в два-три раза меньше чем у воротниковых фланцев. из-за Сварка накидных фланцев производится с внешней и внутренней стороны угловыми сварными швами. Чтобы не повредить во время сварки поверхность фланца необходимо чтобы был зазор в 3 мм между концом трубы и внутренней кромкой фланца.

Вращающийся фланец

Свободно вращается на трубе, не привариваются. Вращающийся фланец при необходимости можно легко снять и заменить. Могут крепиться противоположными болтовыми соединениями.

Глухой фланец

Являет собой диск плоской формы с отверстиями для шпилек, болтов. Предназначены для перекрытия концевых отверстий труб, трубопроводов. В сочетании с другими фланцами, соединение такого типа является разборным. Не сваривается.

Приваривается редко, используется для трубопроводной арматуры, а также труб небольшого диаметра с толщиной стенки, достаточной для нарезки резьбы. В редких случаях может быть сделан уплотняющий сварной шов.

Сварка фланцев — техника

Величина зазора в стыке или как часто его называют люфт часто определяет технику сварки. В общей сложности 7/10 всех стыков «внутренний диаметр фланца-труба» требуют наличия небольшого люфта.

В случае когда зазор не требуется, используется техника в лодочку, так как она минимально подвержена затеканиям расплавленного металла и при этом кромки глубоко провариваются. Если люфт превышает 1.

5 мм, для хорошей свариваемости применяется техника поперечных колебательных движений электрода под углом 30° к плоскости оси трубы.

Для зазора в 4-5мм, сварка ведется угловыми швами с большими катетами равными стандартной величине плюс высота зазора.

Ширина и высота шва зависят от размера трубы в поперечнике. Обратимся к примерам. Для внешнего шва необходимо большее количество наплавленного металла со стороны фланца.

Таким образом шов немного не симметричен и его катет на трубе будет меньше. Ширина внутреннего шва в идеале должна соответствовать толщине трубы, но не более 0,7 см.

Высота — от 0,5 до 1 см в зависимости от сечения трубы в поперечнике.

Сварка фланцев должна проводиться с двух сторон. Чтобы получить крепкое соединение необходимо сначала проварить с наружной, а после для уплотнения с внутренней стороны. Таким образом внутренний и наружный сварные швы очень прочно соединят две части сварного узла. Такая практика применима для плоских стальных фланцев.

При этом в тех местах, где зазоры более 2,5 мм, для присадки используется электрод или сварочная проволока о 1.6-2.5 мм. Сварка фланцев с двух сторон начинается сначала с внутренней стороны. После сравниваются неровности прихватки с внешней стороны, проводится зачистка и сварка в направлении слева- направо.

Два прохода нужны только в том случае, если получается большой зазор.

Накладка сварного шва только с одной стороны применима для стальных фланцев, привариваемых встык, когда вплотную соединяются «воротник» фланца и торец трубы.

Сварка патрубков

Предварительно патрубок и фланец прихватывают с соблюдением всех углов. После сварной узел устанавливается на вращатель. Обрызгивается спреем против сварочных брызг и начинаем сварку.

Стандартно, согласно ГОСТу 16037-80 для труб с давлением от 10 до 25 кгс/см2 необходимо на фланце делать скосы .

Для приварки фланцев, патрубков рекомендуется использовать вращатели. Они дают возможность легко вращать, наклонять в нужное положение и приподнимать обрабатываемую деталь или кусок трубы. Таком образом можно без лишних усилий сваривать, шлифовать или даже красить объект

Необходимые меры предосторожности

Сварка фланцев требует внимания и соблюдения мер, способных уберечь сварщика от наиболее распространенных ошибок. Предварительно перед сваркой нужно зачистить и подготовить кромки. Соединяя воедино фланцевые соединения следите за тем, чтобы они были строго перпендикулярны к оси трубы. Допустимые отклонения могут быть до 1 % от наружного диаметра фланца, но не превышать 2 мм.

Чтобы проверить ровно ли приварен фланец (перпендикулярность, соосность) можно воспользоваться обычным или специально предназначенным угольником для фланцев.

При самостоятельной сборке узлов требуется учитывать длину болтов, толщину прокладки. Необходимо чтобы все головки болтов располагались с одной стороны, не были утоплены, а их окончания выступали на уровень трех шагов резьбы. Сварной шов и край трубы не должны быть выше уровня зеркала фланца.

Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за зеркало фланца. Отклонения линейных размеров собранных узлов не должны превышать ±3 мм при длине до 1 м и ±1 мм на каждый последующий метр.

Контроль качества сварных швов

Для проверки качества сварного шва чаще всего используют старый добрый внешний осмотр с замерами размеров при надобности. Убедитесь в том, что видимые дефекты отсутствуют:

  • трещины,
  • непровары,
  • кратеры более 0,5 мм,
  • прожоги,
  • поры,
  • шлаковые включения,
  • значительные отклонения высоты или ширины шва,
  • подрезы и наплывы в переходной зоне от основного металла к наплавленному.

Неразрушающие методы контроля: ультразвуковой, радиографический метод. Последний обязателен для контроля допускных стыков. Иногда металлографические исследования.

Источник https://blog.svarcom.net/news/svarka-flantsev.html

Источник https://xn--27-mlcqjbufcz6h.xn--p1ai/detali/privarka-flancev-k-stalnym-truboprovodam.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *