Виды фланцевых соединений трубопроводов – используемые материалы и способы монтажа

Виды фланцевых соединений трубопроводов – используемые материалы и способы монтажа

Чтобы стыковать между собой стальные трубопроводы промышленного типа, в основном используют фланцевый способ соединения. В первую очередь это относится к подаче воды, отопительным, газовым и нефтегазовым магистралям.

что такое фланец трубы

Функции и особенности фланцевого соединения

Что такое фланец трубы? Это — плоская пластина из стали кольцеобразной (реже – квадратной или прямоугольной) формы. Посредине на ней имеется отверстие, куда вставляют торцевой участок трубы. Края пластины оснащены несколькими отверстиями, расположенными на одинаковом удалении друг от друга: в них продеваются болты или шпильки, и зажимаются гайками.

Фланцевые соединения трубопроводов выступают в роли хорошей альтернативы сварке и муфтам, с возможностью быстрой сборки и разборки. Установка сопровождается привариванием торцовой части и пропускного фланцевого прохода между собой. Далее происходит стягивание обеих пластин друг с другом при помощи ключей соответствующего размера. Если речь идет о фланцах больших размеров, при закручивании потребуются трубные рычаги.

виды фланцевых соединений трубопроводов

Чтобы сделать стыковку герметичной, применяются уплотнительные резиновые или фторопластовые прокладки. Кроме того, в случае возникновении нужды в перекрывании определенных участков трубопровода для проведения ремонта предусматривается использование специальных заглушек, называемых обтюраторами. Данным способом трубопроводы могут стыковаться к различным устройствам и технологическим емкостям: в основном это – теплообменники. Для этого конец трубы оснащается наварным фланцем, подключаемым к заборной трубе агрегата.

Фланцы по типу применения делятся на следующие виды:

  1. Стыкующие между собой отдельные участки трубопроводов. Рассчитаны на давление 0,1 – 20 МПа (ГОСТ №12815).
  2. Обеспечивающие возможность стыковки трубопроводов с оборудованием и емкостями (ГОСТ №28759).

Чтобы рассчитать фланцевые соединения, существует специальная литература с соответствующими таблицами.

Какие бывают фланцы

Виды фланцевых соединений трубопроводов перечислены в специальной нормативной документации.

Для стыкования труб из стали применяют следующие типы фланцев, в зависимости от материала изготовления:

  • Литой серый чугун (ГОСТ №12817-90). Изделиями из этого материала оснащается литая арматура, трубные соединения промышленных аппаратов и чугунных производственных сосудов. Они способны выдерживать давление от 0,1 до 16 МПа, при температурном режиме от -15 до +300 градусов.
  • Литой ковкий чугун (ГОСТ №12818-80). Стыкуются трубы, устанавливается арматура, подключаются магистрали и емкости из аналогичного материала. Рассчитаны на давление 1,6-4 МПа и температуру от -30 до +400 градусов.
  • Литая сталь (ГОСТ №12819-80). Способны соединять трубы и арматуру всех разновидностей, комфортно перенося давление 1,6 – 20 МПа и температуру от -250 до +600 градусов.
  • Приварная сталь, плоские (ГОСТ №12820-80). Данные элементы рассчитаны на давление 0,1-2,5 МПа. Допустимая температура: от -70 до +300. Обтюраторы также относятся к данному типу.
  • Сталь, для стыковки сваркой (ГОСТ №12821-80). Работают при давлении 0,1-20 МПа и температуре от -250 до +600.
  • Сталь, имеют приварное кольцо. Показатели давления: 0,1-3 МПа. Температура: от -30 до +300 градусов.

монтаж фланцевых соединений трубопроводов

Монтаж фланцевых соединений трубопроводов сварного типа осуществляется путем их приваривания к трубному торцу при помощи двух сварных швов. Элементы, предусматривающие стыковую сварку, имеют один шов, разделяющий между трубу и фланцевый корпус. Конструкция, оснащенная кольцом, включает в себя две части – пластину и кольцо, с одинаковым диаметром. В этом случае труба имеет одно кольцом, фланец же совершенно свободно вращается вокруг трубы.

Данным типом изделий обычно комплектуются труднодоступные места и участки, где требуется постоянный ремонт и обслуживание магистрали. Конструкционные особенности этого соединения позволяют проводить монтажные и демонтажные работы в условиях ограниченного пространства и за очень короткие сроки.

Типы фланцевых соединений трубопроводов и оборудования (или сосудов) имеют следующую классификацию:

  • Плоские из стали (ГОСТ №28759-2). Используются на оборудовании сечением 40-400 см. Способны выдерживать давление 0,3-1,7 МПа, и температуру -70 +300 градусов.
  • Стальные, для стыковой сварки (ГОСТ №28759-3). Выпускаются в диаметре 4-400 см. Рассчитаны на давление 0,7-6,5 МПа, температуру -70 — +550 градусов.
  • Стальные, имеющие сечение восьмиугольного типа. Могут иметь диаметр 40-160 см. Допустимые параметры давления: 6,4-16 МПа, температуры: -70 — +550 градусов.
Читать статью  Сварка трубопроводов

типы фланцевых соединений трубопроводов

Нельзя обойти вниманием и т.н. изоляционное фланцевое соединение. Его непосредственной задачей является защита трубы от коррозийных процессов электрохимического типа: именно из-за нее подземные коммуникации быстро выходят из строя. В состав изолирующего фланцевого соединения входят две стягивающие шпильки и диэлектрическая прокладка, изготовленная из термостабилизированного графита или паронита.

С помощью такого соединения блуждающие электрические токи локализируются на конкретных магистральных участках: нередко для их отведения в почву применяют специальное заземление. Использование изолирующих фланцевых соединений приводит к заметному увеличению эксплуатационного срока коммуникаций, расположенных под землей.

Меняют диэлектрическую прокладку примерно раз в 15-20 лет: для этого потребуется наличие специальных разгонщиков в виде клиновидных домкратов, для разводки соседних фланцев. Данные приспособления могут быть ручными или гидравлическими, с возможностью развить усилия до 15 тонн.

Конструкционные разновидности фланцев

Кроме материала изготовления и способа монтажа, для классификации фланцев применяется такой критерий, как конструктивное исполнение.

По данному принципу соединительные элементы разделены на 8 основных групп (согласно ГОСТу №12820):

  1. Конструкция имеет соединительный выступ (фаску), для выполнения которой выбран угол в 45 градусов.
  2. Выступ имеет угол 90 градусов.
  3. Фаска в 45 градусов и дополнительная выборка (впадина) по внутреннему торцевому участку.
  4. Внутренняя выборка и фаска в 90 градусов.
  5. Внутренний паз, которым оснащена вся окружность изделия.
  6. Имеет внутреннюю фаску специально под возможность применить вибровставку.
  7. Фаска под овальную прокладку.
  8. Аналог 4-го и 5-го типов, однако дополнительно имеется фаска для линзовой вставки.

Фланцы компрессионного типа, стыкующие трубы из стали и пластика, образуют отдельную линейку соответствующего товара. Состоят из двух частей – пластины и муфты, предназначенной для ПЭ труб. Данными изделиями могут оснащаться магистрали, имеющие давление до 10 МПа. При помощи т.н. «компрессионных адаптеров» обеспечивается возможность стыковки труб из пластика и металлической арматуры.

что такое фланцевое соединение трубопроводов

Задачей вибровставки (фланцевой вставки) является достижение максимального шумопоглощения и снижения вибрации, которой сопровождается работа трубопроводов. Для изготовления вибровставок обычно применяют термоустойчивую резину с кордовым основанием: это делает прокладку более жесткой и устойчивой к изменениям ее формы вследствие давления фланцевых пластин.

Диаметры вибровставок могут быть различными, от 25 до 800 мм, с возможностью использования на магистралях по транспортированию воды, газа, пара и других химически инертных веществ. Для вибровставок диаметром 25-200 мм установлен предел давления в 16 МПа, 250-600 мм – 10 МПа, с возможностью выдерживать нагрев до +110 градусов. Для подобных прокладок не страшно явление линейного удлинения трубопроводов: допустимые пределы сжимания и разжимания — 12-20 мм.

Специфика конструкции фланца

Что такое фланцевое соединение трубопроводов? Кроме вышеуказанных соединительных пластин, в составе фланцевого крепежа входит болт (как вариант – шпилька), гайка и шайба. Как следует из нормативных предписаний (ГОСТ №12816), болтами могут оснащаться трубопроводы, где рабочая среда имеет давление не выше 25 МПа. В случае превышения данного параметра рекомендуется использовать монтажную шпильку, имеющую вид стального стержня, с резьбой по обоим краям. Соединения шпильками считаются на порядок прочнее, чем в случае использования болтов.

Читать статью  Виды фланцев в трубопроводах

Установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах с показателем давления выше 100 МПа осуществляется шпильками из стали № 35. Если давление ниже 100 МПа, подойдут шпильки из 20-й стали. Фланцевые шайбы – это такие пластины, которые подкладывают под гайку или болт для увеличения их площади опоры. Обычно их делают стальными. Во фланцевых соединениях для болтов, шпилек и шайб допускаются классы прочности 8.8, 6.6 и 5.6.

установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах

Что касается трубопроводов для транспортировки агрессивных жидких веществ, потребуется обязательная установка специального защитного кожуха. Он имеет вид чехла, для изготовления которого применяют гидрофобный текстиль, листовую сталь или термостойкие полимеры: они удерживают рабочую жидкость от разбрызгивания в случае разгерметизации фланцевого соединения.

Диаметры защитных кожухов могут быть от 15-ти до 1200 мм. Самыми популярными в этом отношении являются изделия из фторопласта, способные комфортно переносить температуру от -200 до +230 градусов, не деформируясь в течение длительного времени. Кроме того, такие кожухи достаточно легкие, поэтому дополнительной нагрузки на магистраль не происходит. В продаже представлены в разборном виде, для сборки по месту эксплуатации прилагается соответствующая схема.

Виды фланцевых соединений трубопроводов – используемые материалы и способы монтажа

Разновидности фланцевых соединений для труб

Системы трубопроводов должны иметь повышенную надёжность и долговечность, поэтому соединение элементов производят сваркой. Но иногда встречаются случаи, когда применение сварных соединений оказывается нереальным. Например, требуется монтаж фитингов и агрегатов, обеспечение разборных узлов и соединение труб из различных материалов (чугун со сталью, сталь с асбестоцементом, чугун с пластиком, пластик со сталью и т.п.), а также множество других технологических процессов. Для этих целей самым подходящим является фланцевое соединение, ведь конструктивно такой монтаж очень прост и предусматривает два фланца с прокладкой между ними и стяжку при помощи шпилек или болтов.

Действующие стандарты качества

фланцевые соединения трубопроводов

Для стандартизации продукции существует несколько классификаций, которые работают во всем мире.

  • ГОСТ – стандарт качества, действующий в странах СНГ;
  • DIN – европейский стандарт;
  • ASME/ANSI – стандарт, действующий на территории Японии, США и Австралии.

Согласно приведённым классификациям, созданы таблицы с переводами по указанным значениям.

Материалы изготовления

Материалом для изготовления фланцев может служить:

  • сталь углеродистая;
  • легированная сталь;
  • ковкий и обычный чугун;
  • нержавеющая сталь;
  • полипропилен.

Важно знать! Фланцы из полипропилена появились недавно и нашли свое применение в системах, не имеющих большого давления, а также для стыковки пластиковых труб с металлическими.

Типы

фланцевое соединение трубопроводов

Согласно ГОСТу, все фланцы имеют обозначение и разделяются на такие виды:

  • ГОСТ 12821-81 (воротниковые);
  • ГОСТ 12820-81 (плоские фланцы);
  • ГОСТ 28759-90 (аппаратные фланцы и для сосудов);
  • ГОСТ 12822-80 (фланцы на резьбовом соединении и приварном кольце);
  • ГОСТ 12836-80 (заглушки кольцевые).

В соответствии со стандартом фланцы имеют круглую форму, но допускаются и квадратные как минимум с четырьмя отверстиями под крепежные элементы. Также для таких фланцевых соединений трубопроводов действуют ограничения по максимально допустимому давлению в размере 4 МПа.

Применение фланцев и способ монтажа

Установка фланцевых соединений производится на трубопроводах, диаметр которых начинается от 32 мм. Монтаж стальных трубопроводов, применяемых для сточных вод или перекачки воздушных масс, осуществляют на овальных фланцах. На других, более ответственных, системах используются только круглые фланцевые соединения.

По способу монтажа все виды трубопроводов делятся на свободные и жесткие. Первые монтируются на резьбовых соединениях, и для повышения их надежности осуществляется уплотнение специальными материалами (фум-лента, пакля, локтит и т.п.), а также развальцовываются края. Жесткие же соединения крепятся при помощи сварки.

Рекомендуем к прочтению:

Обозначения, которые следует знать при выборе фланцев

фланцевое соединение труб

Так как для труб и фланцев существуют свои конструктивные особенности, на них следует обратить внимание при выборе арматуры. Для правильной расшифровки обозначений на фланцах нужно знать следующие термины:

  • Ду (условный проход) – это обозначение указывает на внутренний диаметр, например, труб, фланцев, запорной арматуры и т.п.
Читать статью  Водопроводные резьбовые соединения - делаем правильно

Важно знать! Если внутренний диаметр плоских фланцев имеет размер 100, 125, 150, то к размеру добавляется аббревиатура А, Б, В, что указывает на разность внешнего диаметра.

  • Ряд – это межосевое расстояние между крепёжными отверстиями. Существует два типоразмера для любого приварного фланца – ряд «1» и ряд «2» (является типоразмером по умолчанию, в случае отсутствия обозначений).
  • Условное давление – это давление в системе, при котором обеспечивается полноценная работоспособность трубопроводов, без протечек и разрывов. В зависимости от типоразмера и материала фланцев показатели по номинальному давлению будут разниться.

Совет! При выборе следует учитывать не только диаметр труб, но и допустимое давление в системе. Также нужно учитывать, что размерности по давлению могут указываться в МПа (Па), Бар, Атм или кгс/см 2 (м 2 ).

Из чего состоит и как монтируется фланцевое соединение?

В комплект одного соединения входит два фланца одного типоразмера в соответствии с размером стальных труб, прокладка, а также комплект болтов или же шпилек с шайбами и гайками. Иногда под болты устанавливаются изолирующие втулки, чтобы предотвратить попадания блуждающих токов на аппаратуру, ведь они могут привести к их поломке.

Для соединения могут использоваться:

  • Болты с шестигранными головками и соответствующие им гайки. Такой вид соединений применяется на трубопроводах с давлением не более 2,5 МПа и рабочей температурой до 3000 градусов Цельсия.
  • Шпильки с шестигранными гайками и шайбы. Следует применять для трубопроводов с рабочим давлением 4 МПа и выше, а также температурой более 3000°C и менее 400°C. Преимуществом такого крепления является более равномерная затяжка элементов конструкции и монтаж в труднодоступных местах.

Герметизация фланцевого соединения

монтаж фланцевых соединений

Чтобы фланцевое соединение было герметичным и надёжным, обязательно должна присутствовать прокладка, соответствующая типоразмеру фланцев.

В соответствии с применяемой средой, давлением и температурой труб для прокладки могут использоваться следующие материалы:

  • Масло- или бензостойкая резина – МБ (7338-77);
  • Теплоустойчивая резина – Т(7338-77);
  • Мало- и бензостойкий паронит – ПМБ(481-80);
  • Щелоче- и кислотостойкая резина – КЩ (7338-77);
  • Асбестокартон;
  • Паронит для общего использования – ПОН(481-80);
  • Фторопласт.

Подготовка фланцев для монтажа и стяжки

Монтаж стальных фланцев на трубопроводы начинается с подготовки всех элементов конструкции, а именно с удаления:

Рекомендуем к прочтению:

  • старого лакокрасочного покрытия;
  • масляных загрязнений;
  • любого вида ржавчины;
  • окалин или заусенец с резьбы.

Еще одним важным моментом является вырезание и подгонка прокладки по размеру фланцев.

Процесс затяжки и последовательность действий

виды фланцевых соединений

После того как фланцы приварены, и между ними установлена прокладка, следует убедиться, что она не мешает установке стяжных болтов или шпилек.

Чтобы обеспечить равномерную стяжку труб, все болты закручиваются до небольшого усилия. Затем затягивается первый болт, а вторым после него будет противоположный к нему и т.д. Метод затяжки называется «крест-накрест» – это обеспечит максимальную равномерность уплотнения прокладки и предотвратит чрезмерное напряжений труб.

Инструмент, требуемый для монтажа фланцев и их соединения

фланцевое соединение стальных труб

Монтаж фланцев для стальных трубопроводов осуществляют следующим набором инструментов:

  • Болгарка с кругом для зачистки и отрезания;
  • Сварочный аппарат требуемой мощности;
  • Перфоратор;
  • Набор накидных ключей для затяжки труб. Лучшим вариантом станет динамометрический ключ или пневмогайковерт.

Важно! Помимо инструмента требуются расходники: сверла, щетки, смазочные и лакокрасочные материалы, коронки и т.п. Все зависит от условий монтажа, сложности конструкции и опасности при работах.

Практического применения фланцевого типа соединения трубопроводов в быту нет, данная технология используется на предприятиях и заводах. В связи с этим все узлы конструкций проходят жесткую проверку согласно всем нормативным актам.

Несмотря на всю простоту установки фланцевых соединений на системы трубопроводов, работу по монтажу должны осуществлять только специально обученные бригады слесарей. А в системах с повышенной опасностью (газопроводах, водопроводах и для других трубопроводов с высоким давлением) весь процесс установки или ремонта обязательно происходит под контролем инженера.

Источник https://trubaspec.com/soedinenie-trub/vidy-flantsevykh-soedineniy-truboprovodov-ispolzuemye-materialy-i-sposoby-montazha.html

Источник https://vodakanazer.ru/truboprovod/flancevye-soedineniya-truboprovodov.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *