Die Flanschverbindung ist die gebräuchlichste Art, industrielle Stahlrohrleitungen miteinander zu verbinden. So können Rohre von Wasserversorgungssystemen, Hauptheizung, Gasversorgung sowie Öl- und Gasleitungen angeschlossen werden.

Dieser Artikel stellt Flanschverbindungen vor. Wir werden ihre Sorten und geometrischen Abmessungen berücksichtigen und die GOST-Anforderungen für die Gestaltung der Verbindungselemente untersuchen.

Inhalt des Artikels

Zweck und Merkmale der Flanschverbindung

Der Flansch ist eine flache Stahlplatte in Form eines Rings (seltener ein Quadrat oder ein Rechteck). Im mittleren Teil der Platte befindet sich ein Loch zum Einführen des Endteils des Rohrs, und entlang seiner Kontur befinden sich mehrere äquidistante Löcher zum Anbringen von Schrauben oder Stehbolzen, die anschließend mit Muttern befestigt werden.

Flanschverbindungen sind eine schnell lösbare Alternative zu Schweiß- und Muffenverbindungen. Während der Installation wird das Rohrende mit der Durchgangsbohrung des Flansches verschweißt, wonach die Platten zusammengezogen werden. Die Dichtheit der Verbindung wird durch die Verwendung von Dichtungen aus Gummi oder Fluorkunststoff erreicht. Es können auch Obturatoren verwendet werden - Stahl, eingebaut zwischen zwei Flanschen. Obturatoren ermöglichen es Ihnen, einen bestimmten Abschnitt der Pipeline zu blockieren, wenn es notwendig ist, ihn zu reparieren.

Flanschverbindungen werden auch verwendet, um Rohrleitungen mit Geräten und Prozessbehältern, meistens mit Wärmetauschern, zu verbinden. In diesem Fall wird an die Enden der Rohre ein Flansch geschweißt, an den das Ansaugrohr der Ausrüstung angeschlossen wird.

Je nach Funktionszweck werden folgende Arten von Flanschverbindungen unterschieden:

• zum Verbinden von Rohren und Anlagen, Druck von 0,1 bis 20 MPa standhalten - geregelt durch die Bestimmungen von GOST Nr. 12815;
• zum Anschluss von Behältern und Geräten an Rohrleitungen - geregelt durch GOST Nr. 28759.

Die Berechnung von Flanschverbindungen jeglicher Art erfolgt gemäß den Anweisungen "Empfehlungen für die Berechnung, Konstruktion und Installation von Flanschen von Stahlbaukonstruktionen", herausgegeben von VNIPI "Promstalkonstruktsiya" im Jahr 1989.

Flanschtypen

Jedes der oben genannten Regulierungsdokumente enthält eine Klassifizierung von Flanschen, nach der die Verbindungselemente in verschiedene Typen unterteilt werden. Beachten Sie die Klassifizierung von Produkten zum Verbinden von Stahlrohren nach GOST Nr. 12815:

1. Aus Grauguss, gegossen (GOST Nr. 12817-90) - wird zum Einbau von gegossenen Rohrleitungsarmaturen, Verbindungsrohren von Industrieanlagen und technischen Behältern aus Gusseisen verwendet. Ausgelegt für Druck 0,1-16 MPa, Betriebstemperatur von -16 bis +300 Grad.
2. Aus Sphäroguss, Guss (GOST-Nr. 12818-80) - zum Verbinden von Rohren, Montagearmaturen und Verbindungsgeräten und Behältern aus Sphäroguss. Widerstandsdruck 1,6-4 MPa, Betriebstemperatur von -30 bis 400 0 .
3. Aus Stahlguss (GOST Nr. 12819-80) - Verbindungselemente von Rohrleitungen und Armaturen aus beliebigen Materialien. Sie werden bei einem Druck von 1,6 bis 20 MPa und Temperaturbedingungen von -250 bis +600 Grad betrieben.
4. Aus Stahl, geschweißter Flachtyp (GOST Nr. 12820-80) - Die Norm gilt für Flachflansche, die einem Druck von 0,1 bis 2,5 MPa und Temperaturen von -70 bis +300 0 standhalten. Auch der Flanscheinsatz (Obturator) wird nach dieser Norm gefertigt.
5. Aus Stahl, zum Stumpfschweißen (GOST Nr. 12821-80) - Druckfestigkeit von 0,1-20 MPa, Temperaturbereich von -250 bis +600 0.
6. Aus Stahl, ausgestattet mit einem geschweißten Ring - Druck von 0,1-3 MPa, Betriebstemperatur von -30 bis +300 0.

Bei der Montage werden geschweißte Verbindungselemente auf das Rohrende aufgesetzt und mit zwei Schweißnähten fixiert. Stumpfschweißkonstruktionen werden mit einer einzigen Naht befestigt, die sich zwischen dem Rohrschnitt und dem Flanschkragen befindet.

Produkte mit einem geschweißten Ring bestehen aus zwei Teilen - einer Platte und einem Ring mit identischem Durchmesser. In diesem Fall wird nur der Ring mit dem Rohr verschweißt, während der Flansch frei bleibt und um seine Achse gedreht werden kann. Diese Konstruktion wird an schwer zugänglichen Stellen oder in Bereichen eingesetzt, in denen eine regelmäßige Reparatur oder Wartung der Rohrleitung erforderlich ist.

Flansche zum Verbinden von Rohren mit Behältern und Geräten, die die Anforderungen von GOST Nr. 28659 erfüllen, werden in folgende Sorten eingeteilt:

1. (GOST Nr. 28759-2) - wird für Behälter und Geräte mit einem Durchmesser von 400-4000 mm verwendet. Ausgelegt für Druck 0,3-1,7 MPa und Temperatur -70 +300 Grad. Weit verbreitet in der Öl- und Gas- sowie der chemischen Industrie.
2. Stahl zum Stumpfschweißen (GOST Nr. 28759-3) - Durchmesser von 40 bis 4000 mm, Druck 0,7-6,5 MPa, Temperatur von -70 bis +540 0.
3. Achteckiger Stahlabschnitt - Durchmesser 400-1600 mm, Druck 6,4-16 MPa, Temperatur von -70 bis +550 Grad.

Es gibt auch so etwas wie Isolierflanschverbindung IFS, für deren Anordnung beliebige Flanschstrukturen verwendet werden können. Die isolierende Flanschverbindung dient zum Schutz von Rohrleitungen vor dem, was die Hauptursache für beschleunigten Verschleiß in unterirdischen Systemen ist.

Die isolierende Flanschverbindung besteht aus 2 mit Bolzen angezogenen Flanschen, zwischen denen sie sich aus einem dielektrischen (nicht leitenden) Material befindet. Am häufigsten wird hitzestabilisierter Graphit oder Poronit verwendet.

Diese Konstruktion verhindert die Ausbreitung von Strom durch die Pipeline und beschränkt ihn auf einen bestimmten Abschnitt der Pipeline. Eine isolierende Flanschverbindung kann die Lebensdauer von unterirdischen Rohrleitungen erheblich verlängern, sie wird 15 bis 20 Jahre verwendet, danach muss die dielektrische Dichtung ausgetauscht werden.

Wenn die Dichtung ausgetauscht werden muss, werden spezielle Beschleuniger verwendet, bei denen es sich um keilförmige Buchsen handelt, durch die benachbarte Flansche gezüchtet werden. Es gibt mechanische (manuelle) Beschleuniger und hydraulische Beschleuniger, die eine Kraft von bis zu 15 Tonnen entwickeln können.

Montagetechnik Flanschverbindung (Video)

Neben der Klassifizierung nach Herstellungsmaterial und Montagemethode werden Flansche je nach Ausführung unterteilt. GOST Nr. 12820 für Stahlflansche definiert 9 Varianten Verbindungselemente:

• Ausführung Nr. 1 - die Struktur ist mit einem Verbindungsvorsprung (Fase) in einem Winkel von 45 Grad ausgestattet;
• Ausführung Nr. 2 - mit einer Leiste in einem Winkel von 90 0;
• Ausführung Nr. 3 - mit einem Vorsprung von 45 0 und einer Auswahl (Vertiefung) am inneren Endteil;
• Ausführung Nr. 4 - mit einer internen Auswahl und einem Vorsprung von 90 0;
• Ausführung Nr. 5 - mit einer Innennut um den gesamten Umfang des Flansches;
• Ausführung Nr. 6 - für die Installation wird eine innere Fase geschnitten;
• Ausführung Nr. 7 - die Fase ist für den Einbau einer ovalen Dichtung vorgesehen;
• Ausführung Nr. 8 und Nr. 9 ähneln den Konfigurationen Nr. 4 und Nr. 5, mit Ausnahme des Vorhandenseins einer Fase für die Linsendichtung.

Eine separate Gruppe umfasst Druckflansche zum Verbinden von Stahl- und Kunststoffrohren. Kompressionsstrukturen bestehen aus zwei Teilen - einer Flanschplatte und einem daraus hervorgehenden PE-Rohr. Klemmflansche sind für Systeme mit Drücken bis 10 MPa ausgelegt. Es gibt auch Kompressionsrohre, durch die der Übergang von einem Kunststoffrohr zu einem Metallfitting hergestellt wird.

Der Vibrationseinsatz, auch als Flanscheinsatz bekannt, wird verwendet, um den Pegel von Geräuschen und Vibrationen zu reduzieren, die während des Betriebs der Rohrleitung auftreten. Vibrationseinsätze bestehen aus thermisch stabilem Gummi mit Schnurbasis, wodurch die Dichtung zusätzliche Steifigkeit und Verformungsbeständigkeit erhält.

Vibrationseinsätze werden im Durchmesserbereich von 25-800 mm hergestellt. Sie können an Rohrleitungen für die Wasserversorgung, Luftversorgung, dampfförmige Substanzen und andere chemisch neutrale Flüssigkeiten installiert werden. Durchmesser der Vibrationseinsätze 25-200mm standhalten Druck bis 16 MPa, 250-600 mm - bis 10 MPa. Die Arbeitstemperatur des Gummi-Vibrationseinsatzes beträgt bis zu +110 Grad. Diese werden durch lineare Dehnung von Rohren nicht beschädigt, sie können je nach Größe des Vibrationseinsatzes um 12-20 mm schrumpfen und sich dehnen.

Konstruktionsmerkmale von Flanschbefestigungen

Neben der Verbindungsplatte selbst besteht sie aus 3 Elementen:

• Bolzen oder Stehbolzen;
• Nüsse;
• Unterlegscheiben.

Gemäß den Bestimmungen von GOST Nr. 12816 können Schrauben an Rohrleitungen mit einem Arbeitsmediumdruck von bis zu 25 MPa verwendet werden, wenn der Druck im System diesen Wert überschreitet, ein Befestigungsbolzen (Stahlstange mit Gewinde an beiden Enden) verwendet werden, was für eine größere Verbindungsfestigkeit sorgt. In Hochdruckleitungen (ab 100 MPa) wird ein Bolzen aus 35er Stahl verwendet, bei Drücken bis 100 MPa ein Bolzen aus Stahl 20X.

Unterlegscheiben für Flanschverbindungen sind eine Stahlplatte, die unter einen Mutter- oder Schraubenkopf gelegt wird, um dessen Auflagefläche zu vergrößern. Zur Befestigung von Flanschen dürfen Schrauben, Stehbolzen und Unterlegscheiben der Festigkeitsklassen 8.8, 6.6 und 5.6 verwendet werden.

An Flanschen, die an Rohrleitungen installiert sind, die aggressive Flüssigkeiten fördern, muss ein Schutzgehäuse (KZH) montiert werden. Die Ummantelung ist eine Hülle aus hydrophoben Textilien, Stahlblech oder Polymerwerkstoffen, die verhindert, dass das Arbeitsmedium spritzt, wenn die Verbindung ihre Dichtheit verliert.

Das Schutzgehäuse wird in Durchmessern von 15-1200 mm produziert, die gängigsten Gehäuse aus Fluorkunststoff können bei Temperaturen von -200 bis +230 Grad betrieben werden.