Фланец — это плоская деталь для соединения труб с отверстиями для крепежных элементов (болты, шпильки и др.) круглой или квадратной формы. Такие детали применяют для создания высокопрочного и герметичного стыка узла на продолжительном участке трубопровода.
Фланцевое соединение стальных труб является очень распространенным методом. На нем равномерно расположены отверстия для шпилек и болтов.
В бытовых системах фланцевое соединение используют не очень часто. Такой вид технологии рассчитан на промышленное применение. Если возникает необходимость поставить стальной фланцевый узел, то особое внимание нужно уделить на все отметки по нужным нормативам.
Фланцевые стыки стали самыми популярными видами разъемных стальных соединительных в химической, промышленной области и ЖКХ. Этому способствовали: герметичность, простота конструкции, легкость производства и монтажных работ.
Что такое фланец и принцип его действия
Понятие фланец включает в себе не только деталь сантехнической арматуры, но и метод скрепления труб, который на практике применяют во всех промышленных отраслях. Фланцевые соединения стальных труб отличаются герметичностью и прочностью.
При этом соединение является разборным. А это означает, что после снятия можно проводить все нужные ремонтные работы и повторно применять участок магистрали. Фланцевые соединения для стальных труб подбирают, исходя из предназначения сети, при этом берут в работу различные типы фланцев, которые произведены из разных материалов.
При большом разнообразии стальных вариантов, выделяют такие основные виды конструкций:
- Проходные варианты. Они успешно применяются для увеличения протяженности трубопровода.
- Фланцы-заглушки. Это тупиковый вариант данных деталей.
Получается, что фланцы – это детали для соединения, которые ставятся в сети большого срока использования, и в магистралях с большим давлением внутри, но более приоритетными называют монолитные соединения посредством сварки.
Передвижение среды по трубопроводу перед началом монтажных работ приостанавливают, а включают только после полного прекращения действий. Особое внимание при этом уделяют давлению, его нагрузку на эту деталь рекомендуют наращивать постепенно.
Области применения деталей для соединения
Говоря о таком элементе, необходимо внести ясность, что он не является деталью для крепления. Главная задача этого приспособления заключается в создании опорной конструкции для крепительных болтов и одновременно в обеспечение герметичности соединения.
Как запорную или стыковочную деталь, их ставят в коммуникационных сетях ЖКХ, в промышленности по добыче нефти. Также они обширно монтируются в топливной и газовой сферах. В этих отраслях очень прочные и долго служащие фланцевые крепления используют при монтаже в сеть приборов измерения.
Разные технологические особенности изготовления и виды материалов для этих элементов, дают возможность эффективно эксплуатировать сети, которые проводят агрессивные вещества под высокими показателями давлением.
При прокладке системы их стальных труб, чаще всего, используют диски из аналогичного материала. Это создает одинаковый уровень нагрузочного давления и служит подстраховкой от повреждений составных деталей после воздействий температурных скачков.
Такие повреждения характерны для швов на материалах, которые характеризуются неодинаковой проводимостью тепла. На стальные трубы ставят чугунные, алюминиевые, латунные и бронзовые фланцы. Но, бесспорным лидером среди вариантов для такой работы являются изделия их углеродистой стали. Причин для этого несколько, это:
- Не большая стоимость.
- Практичность.
- Простота в обработке.
Фланцевые соединения можно встретить в любой сфере. Большое разнообразие материалов для производства данных устройств дает возможность эффективно использовать любую магистраль.
Некоторые виды систем предусматривают наличие специального углубления под прокладки. Особенно тщательного контроля требуют фланцевые крепления в сети, транспортирующей газ. Здесь понадобятся фланцы, прошедшие детальную проверку на качество.
Особенности и характеристики
Главной характеристикой фланцевых креплений являются их конструктивные особенности. В России и в странах СНГ наиболее популярные следующие нормы:
- Гост 12820-80. Он определяет конструктивные отличия плоского типа привариваемых фланцев.
- Гост 12821-80. В нем определяется конструкционная характеристика приварных встык фланцев.
- Гост 12822-80. Таким документом определяются конструкционные характеристики стальных свободных на привариваемом диске фланцев.
Приспособления, которые относятся к этим трем основным группам, предназначены для стыка непосредственно для сети и оборудования. Условия установки любого из представленных механизмов разные.
Плоские приварные детали из стали. Во время монтажных мероприятий, такой элемент «насаживают» на трубу, а после этого его наваривают парой швов сварки вокруг нее.
Приварной встык механизм из стали. Монтаж этой стальной детали, если сравнить с первым вариантом, ставит в необходимость наличие только одного сварного шва — соединения.
При таких действиях скрепляется встык торцевая часть трубы и «воротничок» механизма для соединения. Такое в значительной степени упрощает процесс крепежа детали и уменьшает затраченное на монтаж время.
Свободная стальная конструкция на привариваемом кольце. Она включает в себя главную часть и кольцо, а они в свою очередь должны иметь одинаковый показатель условного объема и давления.
Если провести параллель с ранее указанными вариантами, то в этом механизме удобство установки находится на более высоком уровне, потому, что на трубы наваривается сам диск, а фланец оставляют в свободном расположении.
Благодаря этому, соединение болтовых отверстий на свободно расположенных деталях и на аналогичном механизме на арматуре выполняется без затруднений, даже в месте трудного доступа. Поворачивать трубу при данном соединении также не нужно.
К положительным моментам их использования относится то, что при подборе для трубы из нержавейки, можно поставить кольцо из нержавейки, а фланцевую конструкцию из углеродистой стали.
В мире применяют и другие классификации, например:
- DIN – это немецкие нормы стандарта, они действуют в европейских странах;
- ANSI/ASME – это американские нормы стандарта, они действуют в Японии, США и Австралии.
Переводятся эти стандарты в специальных таблицах, где есть четкое указание, какой стандарт определяет характеристики того или иного изделия.
Исполнения уплотнительной поверхности фланцев
Как уже писалось, данные изделия для стальных труб изготавливают в соответствие с ГОСТ стандартам. И такие арматурные крепления изготовляют с уплотнительными поверхностями в следующем исполнении:
- Плоскость, обозначается – А.
- Впадина. Обозначается — F.
- Паз. Его обозначение это D и M.
- Для линзовых прокладок. Обозначения этого варианта – К.
- Выступ для соединения. С обозначением В.
- Выступ. Его обозначают – Е.
- Шип. Этот вид обозначают С и
- Для прокладки с овальным сечением. Обозначение этого вида – J.
Фланцы арматуры необходимо производить с уплотнительными поверхностями типа А, В, D, F, J, K, M. Остальные варианты уплотнительных поверхностей фланцев арматуры допускают только по требованию клиентов.
Фланцы с уплотнительными поверхностями А, B, C, D, E, , F применяют с стыках, которые уплотнят такими прокладками:
- зубчатыми;
- металлическими;
- графитовыми;
- металлографита.
Фланцы изготавливают в соответствии к требованиям, которые обеспечивают выдержку геометрических габаритов и механических характеристик.
Например, плоские фланцы можно производить сварным путем, если при работе выдержанны условия проварки шва, это должно быть выполнено по всей протяженности сечения на устройстве. Уровень качества таких швов рекомендуют проверять ультразвуковым способом.
Как правило, способ изготовления определяет производитель, в том случае, когда заказчик дополнительно не обговорил это при заявке.
Круглые и квадратные виды
По видам конструкции данные характеризуют:
- Величина условного прохождения, ее измеряют в миллиметрах и обозначают ДУ.
- Величина условного давления. Она меряется в кгс/см2.
- Материал, используемый, как сырье.
- Непосредственно исполнение. В этой ситуации используют цифры от одного до девяти, они указывают на нужный тип поверхности, устанавливаемой под прокладку.
Технологические характеристики стальных фланцевых соединений на трубах имеют прямую связь к технологическим процессам и заготовкам, которые берут для работы.
Фланцы по типу производства бывают круглые и квадратные. На сегодняшний момент количество арматуры для магистралей из труб, где нужны изделия квадратной формы, не так много. Но, не смотря на это, такие механизмы не потеряли свою актуальность.
По этим причинам, для показателей давления, которое не превышает величину в 40 кгс/см2 в соотношении к ГОСТ 12815-80 предусматривают не только механизмы круглой формы, но и виды в форме квадрата.
Давление, которое они в состоянии выдержать
Это очень значимый показатель переносимый этим механизмом. Величины по этим параметрам зависимы от геометрических типоразмеров изделия. Также на это влияет вариант поверхностей уплотнения.
Стальные изделия плоские привариваемые (ГОСТ 12820-80) и детали из стали свободные на привариваемом диске (ГОСТ 12822-80) переносят нагрузку до 25 кгс/см2. А варианты привариваемые встык (ГОСТ 12821-80) переносят влияние даже до 200 кгс/см2.
Величину в таких ситуациях показывают в разнообразных представлениях, это:
- Па;
- МПа;
- атм;
- кгс/см2 и другие.
Но, выпуская товары этой линейки основной измеряющий параметр это кгс/см2.
Особенности монтажа
Ключевым моментом установки фланцевого крепления стала затяжка его стыков. Для достижения максимальной герметичности стальной конструкции, нужно брать в работу только те изделия, которые отличаются высокой точностью соединения.
Дальнейший ход работы следующий:
- Поверхностную часть конструкции чистят и обезжиривают.
- Далее изделия проверяют на предмет присутствия коррозийных образований, вмятин и микротрещин. Тщательно осмотреть нужно также болты и гайки. На резьбовой части удаляют заусеницы. Резьбовую часть болтов и гаек рекомендуют смазать.
- Затем подготавливается прокладка. Ее следует установить точно по центру, и правильность этой установки необходимо проверить. Старые прокладки для работы брать не рекомендуют.
- Очень важно все болты затягивать в правильной последовательности. Вначале затягивается первый болт, и делается это слегка. Затем также затягивают болт, расположенный с противоположной стороны. Третий болт затягивается немного слабее, чем первый. Четвертый болт на противоположной стороне от третьего. И такая последовательность сохраняется до того времени пор, пока не закрепятся все болты. Если это работа с деталями, которые состоят из 4-х болтов, в данном случае применяют вариант — крест – накрест.
Момент подтяжки требует особого внимания, иначе герметичного соединения не создать. Уровень стягивания должен быть одинаково распределен по всему элементу. В период затяжки на болт влияет сила растягивания. И любое чрезмерное усилие способно оборвать резьбу или болт.
Для того, чтобы отрегулировать силу стяжки фланцевого соединения, применяются разнообразные техники:
- гидравлические механизмы для натяжки ;
- гидравлические динамометрические ключи;
- пневмогайковерты;
- динамометрические ключи ручного действия.
Иногда используют стягивание фланцевого механизма от руки, но это под силу только только определенной категории людей. После крепления фланца (на протяжении первых суток) элемент может терять силу затяжки приблизительно на десять процентов. Через 48 часов после установки фланцевого механизма рекомендуют выполнить дополнительную протяжку.
Фланцевое соединение стальных труб является очень важным моментом. Подбирают фланцевые изделия в соответствии ко всем перечисленным выше характеристикам. В технической документации можно найти данные о том, какие из изделий лучше поставить в каждом конкретном случае.
Видео: как приварить фланец к трубе
Ведь ремонт магистрали – это дорогое удовольствие, особенно, если поломка небольшого участка путем цепной реакции приводит к большой аварийной ситуации. Чтобы избежать этого, необходимо выполнять выбор фланцевых механизмов в соответствие к нормативам и технической документации.
