Фланцы: предназначение и классификация

Стальные фланцы предназначены для герметичного соединения элементов трубопровода, а также подключения к нему насосов, счетчиков расхода воды, фильтрующих устройств, запорно-регулирующей арматуры (кранов, заслонок, затворов) и других аппаратов. Для закрепления фланцев применятся шпильки и болты.

Стальные фланцыизготавливаются в виде плоского диска с отверстиями: центральным, именуемым проходным, и боковыми, предназначенными для болтов или шпилек. Конструктивно по способу монтажа различают два типа фланцев: воротниковые и плоские.

Основной параметр изделий — диаметр проходного отверстия, который должен совпадать с диаметром подсоединяемых труб. К важным техническим характеристикам относят толщину фланцев и количество элементов крепления, эти свойства подбираются в соответствии с уровнем давления в трубопроводной системе.ООО “ПО “БЗТпА” предлагает приобрестикачественные стальные фланцы воротниковые, изготовленные по ГОСТ 12821-80, и плоские, соответствующие ГОСТ 12820-80.

В каталоге продукции имеются изделия с разным диаметром, подходящие для использования в трубопроводах с различным давлением.Для выбора продукции, пригодной для использования именно на вашем оборудовании, вы можете воспользоваться помощью опытных консультантов нашей компании. Обратившись к специалистам из отдела продаж, вы узнаете цены на изделия, наличие на складе нужного товара, сможете заказать стальные фланцы. У нас они реализуются оптом и в розницу, вам будет гораздо проще сделать выбор, зная, какие виды фланцев бывают, чем они отличаются друг от друга.

Использование фланцев

Фланцы служат для соединения частей трубопроводных систем и для подключения к ним вспомогательных элементов и приборов. Фланцы представляют собой отдельные детали, они устанавливаются в конце труб, метод крепления — сварка или прикручивание.

Фланцы выглядят как плоские кольца (диски с вырезанной серединой).

Изготавливаются из стали высокого качества, по краю изделий имеются равномерно распределенные отверстия, предусмотренные для размещения деталей крепления (шпилек и болтов). Такое расположение обеспечивает правильную геометрию сочленения арматурных деталей с трубопроводом, объединения аппаратуры и труб, а также прочих устройств. Важно: стальные фланцы используются парами.

Сегодня эти детали применяются во всех сферах промышленности, использующих трубопроводы: ЖКХ, нефте- и газодобывающая отрасль, водопроводы и прочие. Главное достоинство фланцев — они выполняют свою функцию при любых климатических условиях, так как для их изготовления используется новые материалы, разработанные сравнительно недавно, обладающие повышенной стойкостью и улучшенными свойствами.

Как выбрать фланцы

При покупке стальных фланцев следует учесть множество моментов.

По этой причине желательно обратиться к профессионалам, которые не дадут совершить ошибку. Изделия различают по таким свойствам:Конструкция. Фланцы бывают приварные плоские и встык, вставные свободные.Материал изготовления.Предельный уровень давления в системе.Диаметр проходного отверстия.Метод соединения: резьба, воротниковый, плоский).

Диаметр плоского фланцаподбирается несколько меньше, чем внешний диаметр трубопровода, так как приваривание совершается по задней поверхности. Продукция типа «приварная встык» имеет единственный шов сварного соединения торца трубы с «воротником» фланца.

Элемент вида «стальной свободный» на приварном кольце сочетает в себе две части — кольцо и фланец, при этом должны совпадать их условный диаметр и давление. Их удобно устанавливать, так как кольцо приваривается, а фланец закрепляется при помощи болтов, благодаря чему их легко состыковать без вращения трубы. Подобные изделия активно применяются для монтажа арматуры, в системах, нуждающихся в частых проверках и ремонте, а также на участках, куда трудно добраться.

Воротниковые элементыподсоединяются встык, поэтому диаметры изделий и труб должны полностью совпадать.

Фланцы этого типа (ГОСТ 12821-80) обычно используются в системах с жесткими средами, так как условия эксплуатации таких трубопроводов намного хуже. Воротниковую продукцию целесообразно применять в тех случаях, когда давление доходит до 20 МПа, а температура находится в пределах 253-600°С. Подобные детали эффективны для подключения манометров, счетчиков, измерителей уровня и других устройств.

Резьбовые фланцыприменяются реже, изготавливаются с учетом стандарта ГОСТ 12815-80 и уплотнительных деталей вариантов 1-7, 9. Выполняются эти изделия из стали высокого качества марок: 20, 25, 30, 45, 3 сп, 09Г2С, 10Г2 и прочих, подбираемых в зависимости от рабочей температуры, условного давления и среды, перемещаемой по трубопроводу.

В качестве примера можно привести плоские фланцы, изготавливаемые согласно ГОСТ 12820-80. Допускается их использование в температурных границах от -70 до +450С. Приварные изделия также должны соответствовать ГОСТу 12821-80, пределы температуры гораздо шире: от -253 до +600С.

Фланцы чаще всего применяются при необходимости соединения различных трубопроводов. Это соединительные детали в виде дисков (хотя возможны и другие конструкции), изготавливаемые из металла, пластика, чугуна, алюминия. Используются фланцы для полиэтиленовых труб, стальных и прочих трубопроводов с целью подачи технической, питьевой воды, кислот, химических веществ в качестве рабочей среды.

Для стягивания используются специальные резьбовые шпильки с шайбами и гайками, болты и прочее. Часто для полиэтиленовых водопроводов применяется метод сварки, что обеспечивает надежность крепления, отсутствие протечек, но такие соединения получаются неразъемными, что в некоторых случаях недопустимо.

Классификация фланцев для трубопроводов

Заглушки, представляющие собой плоские конструкции без центрального отверстия, служат для перекрытия потоков рабочей среды.

Воротниковые (приварные)применяются при соединении труб встык. Они отличаются наличием специального воротника, то есть стального выступа для приваривания. Такие элементы характеризуются повышенной прочностью, часто именно они используются вместо плоских, когда надо монтировать трубопроводы с рабочей средой выше 450 градусов и с давлением выше 2,5 МПа.

Плоские фланцы- это диски, которые по центру имеют отверстие для присоединения трубы либо другого оборудования. По краю идут меньшие отверстия, чтобы фланцы могли прочно крепиться друг к другу при помощи специальных фиксирующих шпилек и болтов.

Фланцы разделяются на несколько видов, среди которых надо выделить:

Прессованные, используемые для монтажа отдельных частей трубопровода, при необходимости подсоединения разного оборудования.

Фланцы представляют собой круг с отверстием посередине, небольшим выступом и четырьмя небольшими отверстиями по краям для шпилек. Чаще всего изготавливаются из нержавеющей стали методом прессования. Стоимость их невелика, они применяются для соединения самых различных труб, в том числе водопроводных.Алюминиевые (силуминовые)- это один из самых экономных вариантов, такие элементы выполнены в виде круга с отверстием посередине и восемью небольшими отверстиями по краям для креплений.

Тип их свободный, отличаются устойчивостью к коррозии, но прочность их невелика. Применяются в том случае, когда нет необходимости монтажа высокопрочных изделий.Заглушкипредставляют собой глухой диск с восемью отверстиями по краям для крепления. Используются в том случае, когда труба перекрывается, изготавливаются из стали.

Заглушки ставятся для магистралей, местных трубопроводов. По размерам, форме повторяют соединительные фланцы.Выдерживают температуру рабочего потока от -70 до +600°C, давление – от 0,6 до 16 МПа.Воротниковыеизготавливают из стали, они имеют специальный выступ у центрального отверстия. Применяются они тогда, когда есть необходимость соединения самых разных систем в довольно большом диапазоне температурных значений.

Чаще всего ставят их в промышленных трубопроводах, соединение осуществляется приварным методом.Плоские фланцы- это распространенный тип крепежных и соединительных элементов. Они представляет собой плоский диск с центральным и боковыми отверстиями. Метод крепления – приварной, при помощи специальных шпилек.

Конструктивные особенности

Конструкция подобных соединительных элементов позволяет выдерживать не только большое давление, но и прочие неблагоприятные условия эксплуатации. Сама конструкция регламентируется ГОСТом, сегодня могут иметь девять исполнений:

с соединительным выступом под углом в 45°. Является наиболее часто применяемым для различных условий;с соединительным выступом под углом в 90°;с выступом в 45°, с впадиной и выборкой изнутри;с шипом, имеет выступ в 90°;с кольцевидной выборкой, пазом;с внутренней фаской под линзовую прокладку;для прокладок овального сечения, имеет канавку на торцевой поверхности тоже овальной формы;две последние конструкции – комбинированные.

Преимущества фланцев из стали

Сегодня применяются самые различные фланцы, которые могут изготавливаться из алюминия, пластика, чугуна и стали. Последние обладают большими преимуществами, среди которых необходимо выделить такие, как:

из нержавеющей стали – подходят для монтажа самых различных труб, включая полиэтиленовые;стальные фланцы отлично выдерживают температуру от -70 до +450°C;нержавейка очень устойчива к рабочим агрессивным средам, применять фланцы можно, начиная от обычных водопроводов с технической и питьевой водой и заканчивая транспортировкой химических веществ, кислот, щелочей в качестве рабочей среды;стальные фланцы считаются экологически чистыми, отвечают всем санитарно-бактериологическим требованиям, их можно применять для различных целей.

Из минусов надо отметить только стоимость стальных изделий, которая намного выше алюминиевых и пластиковых. Но это вполне оправдывается, например, там, где фланцы из обычной углеродистой стали потребуют замены уже через год, изделия из нержавеющей стали могут продержаться не одно десятилетие.

Фланцы для ПНД (для полиэтиленовых труб)

Фланцы ПНД, используемые для соединения полиэтиленовых труб, представляют собой плоский диск, при помощи которого соединяются трубы и задвижки, краны и другая арматура шпильками и болтами. Разделяются на такие разновидности, как:

Муфта электросварная, которая используется для соединения полиэтиленовых труб между собой, с фасонными элементами. Такой тип фланца ПНД имеет нагревательную открытую спираль, при работе не требует специальных приспособлений.

Такая муфта выдерживает давление до 16 атм. для воды и до 10 атм. для газа.Полиэтиленовые заглушки ПНД для перекрытий концевых отверстий полиэтиленовых трубопроводов.

Изготавливаются из полиэтилена низкого давления, привариваются двумя способами при помощи специального сварочного оборудования.Тройники ПНД предназначены для монтажа нескольких ответвлений для систем с питьевой и технической водой. Приваривается к трубе тройник по методу электросварных муфт.Переходы ПНД применяются для редукции полиэтиленовых труб, крепятся только при помощи сварки встык и терморезисторной сварки.Отводы ПНД применяются для полиэтиленовых труб в водо- и газопроводах. Это конструкционный элемент, позволяющий управлять потоками рабочей среды.Втулки ПНД под фланец используются для обеспечения должного упора, применяются с прижимными элементами.

Трубы, для изготовления которых применяется полиэтилен, требуют использования специальных фланцев, позволяющих выполнять качественное, надежное соединение. Для крепежа применяются не шпильки и болты, а методы сварки, что оптимально подходит именно для этого материала.

Фланцы применяются для соединения самых различных изделий, это универсальный крепежный элемент, который может изготавливаться из разных материалов, иметь разную форму и назначение.

Особое место занимают фланцы для соединения полиэтиленовых труб, которые крепятся методом сварки, что позволяет делать прочнейшее крепление отдельных элементов между собой. Хотя технология прокладки труб из полиэтилена допускает использование и обычных стальных фланцев, имеющих многочисленные преимущества. Одним словом, это надежный элемент для трубопровода с различной средой.

По материалам “ЭкспертТруб.ру”.

Содержание: [Скрыть]

Назначение фланцев

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

 

Фланец – это металлическая деталь различной геометрической формы, используемая в трубопроводных арматурах для герметичного и прочного присоединения элементов трубопроводов друг к другу и к  специальному оборудованию.

Равномерно по периметру фланец имеет отверстия для обеспечения прочного соединения деталей с помощью шпилек, болтов и других крепежных элементов. В настоящее время производят 9  вариантов фланцев разной формы и размеров площади стыка.Фланцы любого типа и назначения в большинстве случаев изготавливают из стали широкого ряда марок. Выбор материала  определяется рабочей средой, для использования в которой предполагается фланец.В настоящее время наибольшее распространение в производстве фланцев получили марки стали:углеродсодержащая конструкционная сталь 20 (ст.20).

Фланцы из данной марки стали в основном используют при монтаже трубопроводов с жидкой и газовой рабочей средой (пар, вода и др.) при температурах носителя и окружающей среды от минус 40 до плюс 475°С;низколегированная конструкционная сталь 09г2с(ст.09Г2С), широко применяемая для сварных конструкций. Такие фланцы могут выдерживать рабочий диапазон температур от минус 70 до плюс 475°С и предназначены для трубопроводных магистралей нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей промышленности;криогенная конструкционная сталь 12Х18Н10Т для фланцев, применяемых в трубопроводных конструкциях для агрессивных сред в химической промышленности с рабочим диапазоном температур от минус 196 до  плюс 350°С;коррозионно-стойкая сталь 10Х17Н13М2Т работоспособна в рабочих средах повышенной агрессивности, имеет продолжительные сроки эксплуатации. Обладает высокой устойчивостью к воздействию коррозии различной природы (электрохимической, химической, межкристаллической, коррозии под напряжением и др.) в интервале температур от минус 196 до плюс 600°С;жаропрочная легированная сталь марки 15Х5М применяется для изготовления соединяющих элементов трубопроводов с повышенной устойчивостью к окислительным процессам в температурных условиях до600-650°С.

Нормативная отраслевая документация

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

Таблица 1 – Типы фланцев и соответствующие им ГОСТы

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

Типы фланцев по способу соединения

Данный тип фланцев предназначен для эксплуатации в температурном диапазоне от минус 253 до плюс 600°С в конструкциях с чрезвычайно высоким давлением.

Он имеет конусообразное исполнение, что позволяет обеспечить работоспособность арматуры в указанных условиях. Сглаженный переход воротникового фланца в корпус трубопровода достигается за счёт внедрения конуса фланца, его наибольший диаметр должен соответствовать диаметру корпуса трубопровода. Конструкция фланца эффективно снижает появление возможных препятствий при прохождении рабочей среды, турбулентности потока и способствует распределению возникающих напряжений в трубопроводе.

Фланцы данного типа разработаны в таком исполнении, что они свободно вращаются и перемещаются вдоль каркаса трубопровода, что упрощает устройство выемок для крепежных элементов. Их не требуется приваривать или жестко фиксировать. Соединение трубопроводов осуществляется двумя сварными швами по углам на внешней и внутренней поверхностях.

Данные фланцы не имеют выпуклой поверхности. Радиус поверхности стыка обычно стандартный и совпадает с радиусом трубы и остальных используемых фланцев. Часто используются в комплекте с фланцами других типов.

Предназначены для невысоких рабочих давлений и температурного диапазона от минус 30º до плюс +300°С. Имеют небольшие сроки службы и не применяется в трубопроводах с жидкой рабочей средой. Тем не менее, сделанный из качественной углеродистой стали, фланец свободного типа эффективен как бюджетный вариант исполнения для применения в коррозийно-устойчивых трубопроводах.

Исторически фланцы раструбного типа были предназначены для труб малого диаметра с высоким рабочим давлением. Сроки их службы по сравнению с фланцами свободного типа значительно выше.

В настоящее время используются для соединений арматуры, работающей в температурном диапазоне от минус 20 до плюс 70°С. Соединение с каркасом трубы достигается сваркой с одного угла на внешней поверхности фланца. Недостатком фланца данного типа является высокая вероятность разрыва, особенно в коррозионно-неустойчивых трубопроводах, поэтому их использование ограничено.

Фланцы данного типа применимы в диапазоне рабочих температур от минус 70º до плюс 450ºС и максимальных давлений до 2,5 МПа. Являются наиболее распространенными, просты в изготовлении и имеют относительно низкую стоимость. Обычно, имеют конструкцию различной геометрической формы с отверстием под заданный диаметр арматуры и отверстиями под крепежные элементы.

При  стягивании фланцев данного типа болтами или шпильками получается косвенное бесконтактное соединение только за счёт уплотнительной прокладки. Могут применяться, в том числе, и в качестве опорных элементов для трубных конструкций различных технических объектов. Приварные плоские фланцы обеспечивают прочное присоединение опор к основанию и хорошо подвергаются демонтажу путем открепления болтов или шпилек.

Резьбовые фланцы предназначены для объектов, эксплуатируемых в специфических условиях. Главное преимущество состоит в возможности их фиксирования на трубе без применения сварочных работ, только за счёт резьбового соединения, в редких случаях их совмещением. Резьбовые  фланцы часто используются в трубах небольшого диаметра и не применимы для конструкций, выполненных из труб малой толщины, так как нет возможности нанести на них резьбу.

Глухой фланец (заглушка) представляет собой плоскую деталь без центрального отверстия под трубопровод, но с отверстиями по диаметру под крепежные элементы. Цель его применения – временное или постоянное перекрытие («заглушка») рабочего потока на торцевых концах каркаса трубы.

Широкое распространение заглушки получили в газопроводах,  холодных водопроводных магистралях, системах ливнестоков и др. Температурный диапазон применения достаточно широк: от  минус 70 до плюс 600°С.

Классификация по способу изготовления

Данная классификация основывается на промышленных способах изготовления металлических фланцев.

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

Центробежное электрошлаковое литье (ЦЭШЛ). Сырье (металлы, сплавы металлов) для таких деталей подвергается электрошлаковой переплавке.

После чего отправляется в форму для создания заготовки. Такой метод позволяет создавать заготовки с минимальными припусками, которые удаляются при помощи резки. Данная технология позволяет изготавливать фланцы больших диаметров.

Горячая штамповка.

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

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

Резка. Способ, используемый для обработки металлических заготовок, при котором с детали снимаются шероховатости и припуски.

Осуществляется на металлорежущих станках. В настоящее время существуют разновидности резки: электроискровая, лазерная, ультразвуковая, химическая и др. В результате получают изделия с требуемыми техническими характеристиками.

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

Источники:

• bztpa.ru
• krani.su
• pkfdetal.ru