12.11.2021

Фланцеве з'єднання сталевих труб: їх плюси та сфера застосування


Фланцеве з'єднання сталевих труб є дуже поширеним способом. Фланець може мати форму квадрата чи кола. На ньому рівномірно розташовані отвори для шпильок та болтів. Такі деталі застосовують для створення високоміцного та герметичного стику вузла на тривалій ділянці трубопроводу.

У побутових системах фланцеве з'єднання використовують дуже часто. Такий вид технології розрахований на промислове застосування. Якщо виникає необхідність поставити сталевий фланцевий вузол, то особливу увагу слід приділити на всі оцінки за потрібними нормативами.

Фланцеві стики стали найпопулярнішими видами роз'ємних сталевих сполучних у хімічній, промисловій області та ЖКГ. Цьому сприяли: герметичність, простота конструкції, легкість виробництва та монтажних робіт.

Поняття фланець включає у собі як деталь сантехнічної арматури, а й метод скріплення труб, який практично застосовують у всіх промислових галузях. Фланцеві з'єднання сталевих труб відрізняються герметичністю та міцністю.

При цьому з'єднання є розбірним. А це означає, що після зняття можна проводити всі необхідні ремонтні роботи та повторно застосовувати ділянку магістралі. Фланцеві з'єднання для сталевих труб підбирають, виходячи з призначення мережі, при цьому беруть у роботу різні типи фланців, які виготовлені з різних матеріалів.

При великій різноманітності сталевих варіантів виділяють такі основні види конструкцій:

  • Прохідні варіанти. Вони успішно застосовуються збільшення протяжності трубопроводу.
  • Фланці-заглушки. Це тупиковий варіант цих деталей.

Виходить, що фланці - це деталі для з'єднання, які ставляться в мережі великого терміну використання, і в магістралях з великим тиском всередині, але пріоритетні називають монолітні з'єднання за допомогою зварювання.

Пересування середовища трубопроводом перед початком монтажних робіт припиняють, а включають тільки після повного припинення дій. Особливу увагу при цьому приділяють тиску, навантаження на цю деталь рекомендують нарощувати поступово.

Області застосування деталей для з'єднання

Говорячи про такий елемент, необхідно внести ясність, що він не є деталлю для кріплення. Головне завдання цього пристосування полягає у створенні опорної конструкції для кріпильних болтів і одночасно забезпечення герметичності з'єднання.

Як запірну або стикувальну деталь їх ставлять у комунікаційних мережах ЖКГ, у промисловості з видобутку нафти. Також вони широко монтуються у паливній та газовій сферах. У цих галузях дуже міцні та довгослужбові фланцеві кріплення використовують при монтажі в мережу приладів вимірювання.

Різні технологічні особливості виготовлення та види матеріалів для цих елементів дають змогу ефективно експлуатувати мережі, які проводять агресивні речовини під високими показниками тиску.

При прокладанні системи сталевих труб, найчастіше, використовують диски з аналогічного матеріалу. Це створює однаковий рівень тиску навантаження і служить підстраховкою від пошкоджень складових деталей після впливів температурних стрибків.

Відео

Такі пошкодження характерні для швів на матеріалах, що характеризуються неоднаковою провідністю тепла. На сталеві труби ставлять чавунні, алюмінієві, латунні та бронзові фланці. Але безперечним лідером серед варіантів для такої роботи є вироби їх вуглецевої сталі. Причин цього кілька, це:

  1. Чи не велика вартість.
  2. Практичність.
  3. Простота у обробці.

Фланцеві з'єднання можна зустріти у будь-якій сфері. Велика різноманітність матеріалів для даних пристроїв дає можливість ефективно використовувати будь-яку магістраль.

Деякі види систем передбачають наявність спеціального заглиблення під прокладки. Особливо ретельного контролю вимагають фланцеві кріплення в мережі, що транспортує газ. Тут знадобляться фланці, які пройшли детальну перевірку якості.

Особливості та характеристики

Головною характеристикою фланцевих кріплень є конструктивні особливості. У Росії її та країнах СНД найпопулярніші такі нормы:

  • Гост 12820-80. Він визначає конструктивні відмінності плоского типу фланців, що приварюються.
  • Гост 12821-80. У ньому визначається конструкційна характеристика приварних сутичок фланців.
  • Гост 12822-80. Таким документом визначаються конструкційні характеристики сталевих вільних на диску, що приварюється, фланців.

Пристосування, що відносяться до цих трьох основних груп, призначені для стику безпосередньо для мережі та обладнання. Умови встановлення будь-якого з представлених механізмів є різними.

Плоскі приварні деталі зі сталі. Під час монтажних заходів такий елемент «насаджують» на трубу, а після цього його наварюють парою швів зварювання навколо неї.

Монтаж цієї сталевої деталі, якщо порівняти з першим варіантом, потребує наявність тільки одного зварного шва – з'єднання.

При таких діях скріплюється встик торцева частина труби та «комірець» механізму для з'єднання. Таке значно спрощує процес кріплення деталі і зменшує витрачений на монтаж час.

Вільна сталева конструкція на кільці, що приварюється.. Вона включає в себе головну частину та кільце, а вони у свою чергу повинні мати однаковий показник умовного об'єму та тиску.

Якщо провести паралель з вказаними раніше варіантами, то в цьому механізмі зручність установки знаходиться на вищому рівні, тому що на труби наварюється сам диск, а фланець залишають у вільному розташуванні.

Завдяки цьому з'єднання болтових отворів на вільно розташованих деталях і на аналогічному механізмі на арматурі виконується без утруднень, навіть у місці важкого доступу. Повертати трубу при цьому з'єднанні також не потрібно.

До позитивних моментів їх використання відноситься те, що при підборі для труби з нержавіючої сталі, можна поставити кільце з нержавіючої сталі, а фланцеву конструкцію з вуглецевої сталі.

У світі застосовують інші класифікації, наприклад:

  • DIN – це німецькі норми стандарту, що діють у європейських країнах;
  • ANSI/ASME – це американські норми стандарту, вони діють у Японії, США та Австралії.

Перекладаються ці стандарти у спеціальних таблицях, де є чітка вказівка, який стандарт визначає характеристики того чи іншого виробу.

Виконання ущільнювальної поверхні фланців

Як уже писалося, дані вироби для сталевих труб виготовляють у відповідність до ГОСТ стандартів. І такі арматурні кріплення виготовляють із ущільнювальними поверхнями у наступному виконанні:

  1. Площина, що позначається - А.
  2. Впадина. Позначається – F.
  3. Паз. Його позначення це D та M.
  4. Для лінзових прокладок. Позначення цього варіанта – До.
  5. Виступ для з'єднання. З позначенням Ст.
  6. Виступ. Його позначають – Е.
  7. Шип. Цей вид позначають З і
  8. Для прокладання з овальним перетином. Позначення цього виду – J.

Фланці арматури необхідно виробляти з поверхнями ущільнювачів типу А, В, D, F, J, K, M. Інші варіанти ущільнювальних поверхонь фланців арматури допускають тільки на вимогу клієнтів.

Фланці з ущільнювальними поверхнями А, B, C, D, E, F застосовують із стиками, які ущільнять такими прокладками:

  1. зубчастими;
  2. металевими;
  3. графітовими;
  4. металографіту.

Фланці виготовляють відповідно до вимог, які забезпечують витримку геометричних габаритів та механічних характеристик.

Наприклад, плоскі фланці можна робити зварним шляхом, якщо під час роботи витримані умови проварювання шва, це має бути виконано по всій протяжності перерізу на пристрої. Рівень якості таких швів рекомендують перевіряти ультразвуковим способом.

Відео

Сталеві вироби, що приварюються встик, краще робити з поковки, штампування, або бандажних заготовок. Для такої продукції в жодному разі не можна брати листовий прокат та використовувати метод обточування.

Як правило, спосіб виготовлення визначає виробник у тому випадку, коли замовник додатково не обговорив це при заявці.

Круглі та квадратні види

За видами конструкції дані характеризують:

  • Величина умовного проходження, її вимірюють у міліметрах та позначають ДУ.
  • Розмір умовного тиску. Вона вимірюється в кгс/см2.
  • Матеріал, що використовується як сировина.
  • Безпосереднє виконання. У цій ситуації використовують цифри від одного до дев'яти, вони вказують на потрібний тип поверхні, що встановлюється під прокладку.

Технологічні характеристики сталевих фланцевих з'єднань на трубах мають прямий зв'язок до технологічних процесів та заготовок, які беруть до роботи.

Фланці за типом виробництва бувають круглі та квадратні. На сьогоднішній момент кількість арматури для магістралей із труб, де потрібні вироби квадратної форми, не так багато. Але, незважаючи на це, такі механізми не втратили своєї актуальності.

З цих причин, для показників тиску, що не перевищує величину 40 кгс/см2 у відношенні до ГОСТ 12815-80 передбачають не тільки механізми круглої форми, а й види у формі квадрата.

Відео

Роблячи заявку на такий товар для сталевих труб, слід знати, що його обсяг залежить від умовного тиску. Для більших порогів тиску на трубі необхідно ставити конструкції з більшими обсягами.

Тиск, який вони можуть витримати

Це дуже значущий показник, що переноситься цим механізмом. Величини за цими параметрами залежать від геометричних типорозмірів виробу. Також це впливає варіант поверхонь ущільнення.

Сталеві вироби плоскі приварювані (ГОСТ 12820-80) та деталі зі сталі вільні на диску, що приварюється (ГОСТ 12822-80) переносять навантаження до 25 кгс/см2. А варіанти приварювані встик (ГОСТ 12821-80) переносять вплив навіть до 200 кгс/см2.

Величину в таких ситуаціях показують у різноманітних уявленнях, це:

  • кгс/см2 та інші.

Але, випускаючи товари цієї лінійки, основний вимірювальний параметр це кгс/см2.

Особливості монтажу

Ключовим моментом встановлення фланцевого кріплення стала затяжка його стиків. Для досягнення максимальної герметичності сталевої конструкції потрібно брати в роботу тільки ті вироби, які відрізняються високою точністю з'єднання.

Подальший хід роботи наступний:

  • Поверхневу частину конструкції чистять та знежирюють.
  • Далі вироби перевіряють на предмет присутності корозійних утворень, вм'ятин та мікротріщин. Ретельно оглянути потрібно також болти та гайки. На різьбовій частині видаляють задирки. Різьбову частину болтів та гайок рекомендують змастити.
  • Потім готується прокладка. Її слід встановити точно центром, і правильність цієї установки необхідно перевірити. Старі прокладки для роботи не рекомендують.
  • Дуже важливо усі болти затягувати у правильній послідовності. Спочатку затягується перший болт, і робиться це трохи. Потім затягують болт, розташований з протилежного боку. Третій болт затягується трохи слабше, ніж перший. Четвертий болт на протилежному боці третього. І така послідовність зберігається до того часу, поки не закріпляться всі болти. Якщо це робота з деталями, що складаються з 4-х болтів, в даному випадку застосовують варіант – хрест – навхрест.

Момент підтяжки потребує особливої ​​уваги, інакше герметичного з'єднання не створити. Рівень стягування має бути однаково розподілений по всьому елементу. У період затягування на болт впливає сила розтягування. І будь-яке надмірне зусилля здатне обірвати різьблення або болт.

Для того, щоб відрегулювати силу стяжки фланцевого з'єднання, використовуються різноманітні техніки:

  • гідравлічні механізми для натяжки;
  • гідравлічні динамометричні ключі;
  • пневмогайковерти;
  • динамометричні ключі ручної дії.

Іноді використовують стягування фланцевого механізму від руки, але це під силу тільки певної категорії людей. Після кріплення фланця (протягом першої доби) елемент може втрачати силу затягування приблизно на десять відсотків. Через 48 годин після встановлення фланцевого механізму рекомендують виконати додаткову протяжку.

Фланцеве з'єднання сталевих труб є важливим моментом. Підбирають фланцеві вироби відповідно до перерахованих вище характеристик. У технічній документації можна знайти дані про те, які вироби краще поставити в кожному конкретному випадку.