Содержание
Фланец – плоское кольцо, по контуру которого равномерно проделаны отверстия для крепежа.
Назначение фланца – монтаж труб, трубопроводной арматуры и другого технического оборудования. Область применения включает ЖКХ, сельское, транспортное хозяйство, практически все сферы промышленности.
Фланцевое соединение состоит из пары фланцев, закрепленных гайками, с уплотнительной прокладкой между ними. Его отличает простота сборки, возможность замены деталей, прочность стыковки. Оно упрощает:
- ремонтные работы;
- профилактическую чистку;
- обновление трубопроводных элементов.
Разнообразие материалов обеспечивает широкую эксплуатацию фитинга. Климатические условия, транспортируемые вещества (нефть, газ, жидкости, агрессивные среды) могут быть почти любыми.
Типы фланцевых соединений
ГОСТ 33259-2015 выделяет шесть конструкций изделия. Первые из них – стальные плоские фланцы. Их отличает устойчивость к сильно агрессивным средам, простота установки.
- Приварной. Кольцеобразную арматуру надевают на трубу и приваривают по ее периметру двумя швами.
- Свободный на приварном кольце. Состоит из диска и кольца. Первый приваривают к трубопроводу. Свободное кольцо большего размера крепится на трубу, стягивает и фиксирует конструкцию.
- Свободный на отбортовке. Для фиксации торец трубопровода преобразуют в плоскую упорную поверхность. Применяется с арматурой из мягких цветных металлов.
- Свободный на хомуте под приварку. Аналогичен 2 типу. В роли кольца выступает хомут.
Внутренний диаметр свободных фланцев больше, чем наружный у труб. За счет этого упрощается проворачивание элемента, что облегчает установку.
Оставшиеся типы имеют «воротник», выступ в виде усеченного конуса с внутренней стороны кольца. Отсюда название – «воротниковые». Они обеспечивают большую целостность системы.
- Фланец стальной приварной встык. Сварной шов соединяет встык торец трубы и фланцевый выступ;
- Фланец корпуса арматуры. Является частью патрубка, не производится отдельно.
Исполнения
Исполнение – характеристики геометрии соединительной поверхности. Они зависят от технологического применения элемента. Независимо от стандарта, первое исполнение – базовое и самое используемое.
Согласно тому же ГОСТу, выделяют девять исполнений уплотнительных поверхностей:
- А – плоскость;
- В – соединительный выступ;
- С, L – шип;
- D, M – паз;
- E – выступ;
- F – впадина;
- J – под прокладку овального сечения;
- K – под линзовую прокладку.
Материал фланцев
Наряду с другими характеристиками государственный стандарт предписывает материал для производства арматуры. Как правило, состав последних подбирают под состав труб. К другим критериям подбора относят:
- температурный режим;
- стойкость к коррозийным процессам;
- давление;
- химическую агрессивность рабочих сред;
- пластичность.
Обычно материалом для арматуры служат сталь, чугун. Среди стальных сплавов чаще берут конструкционный углеродистый ст.20; конструкционный низколегированный 09г2с; нержавеющий 12х18н10т. Реже используют алюминий, латунь, бронзу, титан, полипропилен.
Требования предъявляются и к герметичным прокладкам. Выбор их материала зависит от назначения магистрали, характеристик соединения, рабочей среды. Они бывают:
- неметаллические, самый распространенный тип (резина, фибра, паронит, фторопласт, асбокартон);
- металлические (медные, стальные). При этом твердость металла должна быть меньше, чем у фланцевого состава.
- комбинированные, изготовленные из двух и более материалов (например, металл-полимер/графит, резина-полимер).
Таблицы зависимости материала от условий эксплуатации представлены в ГОСТах.
Стандарты
Для типизации фланцев по всему миру были созданы несколько классификаций. Их действие распространяется на определенные группы стран:
- ГОСТ – территория Содружества Независимых Государств;
- DIN – Европа;
- ANSI/ASME – США, Япония, Австралия.
Для поиска соответствия между системами обращаются к таблицам переводов.
В Российской Федерации действует несколько национальных стандартов. Главный из них – ГОСТ 33259-2015. Он распространяется на фланцы с номинальным давлением до PN 250. Помимо параметров соединительной поверхности, исполнения, материала стандарт регламентирует:
- условный проход или внутреннее сечение фитинга;
- давление ‒ зависит от геометрических типоразмеров;
- размеры уплотнительных поверхностей;
- вес;
- температура применения;
- технические требования;
- общие размеры стальных и чугунных изделий.
ГОСТ объединил и заменил ГОСТы 12815-80, 12816-80, 12817-80, 12818-80, 12819-80, 12820-80, 12821-80, 12822-80. Фланцы специфического назначения, например, резьбовые, регламентируются другими действующими стандартами. Их применяют редко.
Установка
Ключевой этап фиксации – затяжка. Её производят набором болтов или шпилек. Надежность соединения обеспечивает выполнение определенных правил.
Подготовка
- Визуальная проверка фланцев, элементов крепежа на наличие механических повреждений (выбоин, царапин), коррозии.
- Очистка, обезжиривание фланцевой поверхности.
- Удаление заусенец, смазывание крепежных деталей.
- Установка новой прокладки. Допускается использовать комплект из 2-3 старых прокладок в хорошем состоянии.
Затяжка
Затяжку производят в два круга. На первом болты затягивают с минимумом усилий, на втором подтягивают окончательно. Отметим, что необходимое усилие для монтажа болтов указано в ГОСТах. Правильный монтаж фитинга обеспечивает следующая последовательность:
- Слегка затягивают любой первый болт, второй выбирают напротив него.
- Третья деталь находится на 90 от первой и второй. Четвертая – напротив нее.
- Алгоритм продолжается, пока не будут подтянуты все болты.
Арматуру с четырьмя отверстиями затягивают «крест-накрест».
Чтобы добиться непроницаемости конструкции и не сорвать резьбу, используют инструменты: ручной и гидравлический ключи; шпильконатяжители; пневмогайковерт. Установку вручную способны провести только опытные специалисты.
По истечении 24 часов после запуска стального трубопровода затяжка может ослабиться на 10%. Этому способствует тепловое расширение, вибрация системы, микросмещения прокладки и некоторые другие факторы. Поэтому на следующий день еще раз подтягивают соединения.