Фланец стальной приварной применение

Обновлено: 02.05.2024

Плоские стальные фланцы являются одними из важных соединительных элементов трубопроводов, применяемыми в основном для герметичного присоединения разнообразных секторов трубопровода с различным рабочим давлением.

Стальные фланцы обладают рядом преимуществ, например такие как: гарантия высокой герметичности присоединения, легкостью установки, низкая цена готового изделия.

Технически, фланец плоский имеет вид стального диска или кольца с расположенными по периметру отверстиями для крепежа шпилек или болтов.

Процесс производства фланцев и метод определяется несколькими характеристиками, в том числе их типоразмером, серийностью заказа, оборудованием для производства и особым уровнем специализации.

Кованая заготовка для фланца, используемая для производства, выполняется из сортового металлопроката стандартных «черных» видов стали или нержавеющей стали методом горячей штамповки на на специализированном кузнечно-ковальном оборудовании. Также в ряде случаев допускается изготовление стальных фланцев из круга или стального листа.

В зависимости от формы, способа крепления, и ряда других параметров были введены три основных вида сортамента фланцев ГОСТ:

• ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.
• ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык, воротниковые фланцы.
• ГОСТ 12822-80 — фланец стальной свободный на приварном кольце.

Плоские стальные фланцы под приварку предназначены для присоединения трубопровода с запорной и регулирующей арматурой, элементов трубопровода с оборудованием, а также для стыковки различных участков трубопровода между собой.

Принцип присоединения фланца к трубе определяется исходя из условий эксплуатации, и может быть выполнен в виде резьбового, сварного или иного вида соединения. При сварном соединении фланец «надевается» на основание трубы и сварными швами приваривается к трубе по её окружности. При таком методе крепления фланцы способны выдерживать рабочее давление от 0,1 до 2,5 МПа и температурные режимы от -75 до +450°C.

Воротниковые фланцы приварные встык используются для более надежного метода крепления к трубопроводу с высоким давлением, а так же для присоединения к запорной арматуре, соединительным частям машин, приборов, патрубков, аппаратов и резервуаров, рассчитанных на условное давление от 0,1 до 20,0 МПа и температуру среды от -253°С до +600°С.

Отличительными чертами воротниковых фланцев от стальных плоских можно назвать крепление для приварки встык, позволяющее достичь высокой прочности и герметичности соединения при одном соединительном шве.

Приварные плоские фланцы и воротниковые относятся к широко распространенным деталям и элементам крепления трубопровода, , арматуры и другого оборудования в теплоснабжении, водоснабжении и нефтегазовой сфере.

Свободные фланцы на приварном кольце представляет собой сложную конструкцию состоящую из фланца и кольца равного условного диаметра. Такие фланцы отличаются от других видов удобством монтажа, так как к трубе приваривается только кольцо, а сам фланец остается свободным, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий свободного фланца с болтовыми отверстиями фланца арматуры или оборудования без поворота трубы.

Фланцы приварные стальные плоские, воротниковые, свободные

Для начала давайте посмотрим, как же могут выглядеть фланцы плоские стальные приварные на фото ниже:

На фотографии мы видим, что фланцы несколько отличаются друг от друга потому, что это два разных типа: плоский и воротниковый, какой и для чего нужен все подробно рассмотрим.

Фланцевое соединение

И так для чего нужен фланец? А его назначение в том, чтобы организовать фланцевое соединение. Допустим есть два участка трубы и их можно конечно сварить между собой, но тогда это будет жесткое неразъемное соединение, а для того чтобы организовать быстроразъемное фланцевое соединение и применяют фланцы, которые наваривают на концы труб и стягивают болтами с гайками или шпильками с гайками, как на фото ниже.

Сам фланец представляет из себя плоское кольцо или иногда делают в виде квадрата или прямоугольника с отверстием посередине для вставки конца трубы и несколькими равномерно расположенными ближе к внешнему диаметру отверстиями в которые вставляются болты или шпильки, на них накручиваются гайки и два фланца стягиваются между собой. Для герметизации соединения между фланцами ложится прокладка из специальной резины или другого материала для этих целей, например фторопласта. Кстати от вида прокладок бывают и разные исполнения, правильней будет конечно на разных типах и разные прокладки.

Сами по себе трубы между собой стыкуются часто, но больше нужно соединять какие либо аппараты или устройства, например теплообменные аппараты с участком трубопровода по которому подводится какая либо среда. Например посмотрите на фото ниже там находится маслоохладитель мб 25-37 и на концах хорошо видны два фланца цифра 1, которые приварены к патрубкам и на них дополнительно находятся ответные фланцы цифра 2 прикрученные болтами с гайками, это такой комплект поставки при изготовлении теплообменника. Ответные фланцы и нужны заказчику, чтобы организовать соединение аппарата с участком трубопровода.

Допустим заказчик заказал изготовление теплообменника, привез его на место, установил и нужно его подключить. Для этого к аппарату подводят трубопроводы, на концы труб наваривают плоские стальные ответные фланцы идущие в комплекте и соединяют фланец на охладителе и на конце трубы болтами или шпильками не забыв конечно положить между ними прокладку для герметичности. Удобно! Т.к. возникает переодически например для ремонта или профилактики необходимость останавливать работу устройства и разбирать его. На этом маслоохладители имеются четыре плоских стальных фланца. Два для подвода и отвода охлаждающей воды и два для подвода и вывода охлаждаемого масла.

Точно так же присоединяются к различным технологическим емкостям участки трубопроводов. Фланцы 1 и 2 относятся к виду фланцев арматуры, соединительных частей и трубопроводов.

Таким образом можно сказать, что фланцы нужны для организации подключения или присоединения участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам: теплообменникам, емкостям и т.д., для подвода и отвода сред, а так же для стыковки между собой участков трубы.

Идем дальше. Цифрой 3 на рисунке обозначен то же фланец, но уже относится к типу для сосудов и аппаратов. Вот и проявляются уже различия.

Различия, виды и типы фланцев

Какого вида, где использоваться, из какого материала изготовлен, при каких условиях должен работать тот или иной фланец регламентируется государственными стандартами или по просту ГОСТ-ами. Можно выявить два существенных типа фланцев: для арматуры и для сосудов и аппаратов.

Типы фланцев

Т.е. первые используют для соединения частей трубопроводов с патрубками, как на примере выше с мб 25-37, просто для присоединения труб, а вторые для изготовления и стыковки частей аппаратов. Например на фото мб 25-37 видны фланцы 3, которые стыкуют водяную камеру маслоохладителя с корпусом. Маслоохладитель, как раз и относится к теплообменным аппаратам и сосудам работающим под давлением.

Идем дальше. Мы выяснили, что первое отличие фланцев это, то для чего они предназначены рассмотрев два выше указанных госта. И далее уже внутри каждого ГОСТ имеются различные виды фланцев в зависимости от многих факторов их применения, назначения, изготовления. Смотрим.

Виды фланцев в зависимости от ГОСТ

ГОСТ 12815-80 содержит в себе виды фланцев:

Дополнительно скажу, что по этому же госту изготавливают фланцы глухие стальные. Как он выглядит можно на фото сверху в левом верхнем углу или чуть ниже. По сути это фланцевая заглушка.

Здесь отмечу, что в отличии от вышеуказанных возможно применение фланцевого соединения при более высоком давлении и при более низкой и высокой температуре. Это их основные различия применения.

Если нужно можно ГОСТ 12822-80 скачать в формате: word или pdf. Цена на фланцы в прайс-листе.

Для более подробного ознакомления нужно конечно пройти в соответствующий гост.

ГОСТ 28759.1-90 - фланцы сосудов и аппаратов:

Теперь становится понятным каких типов бывают фланцы и на какие виды делятся в зависимости от назначения. Все технические характеристики, чертежи, конструкцию и размеры фланцев можно посмотреть пройдя по ссылкам вверху или выбрать соответствующий ГОСТ внизу статьи. Идем разбираться дальше.

Исполнения фланцев

Фланцевое исполнение это по сути конструкция или вид торцевой поверхности фланцев между которыми и создается фланцевое соединение. И здесь так же геометрия поверхностей регламентируется гост. Рассмотрим на примере.

ГОСТ 12815-80 содержит 9 исполнений:

исполнение 1 - имеется соединительный выступ под углом 45 0 как фаска, кстати самое распространенное.
исполнение 2 - так же с выступом но под углом 90 0 .
исполнение 3 - с выступом под 45 0 плюс впадина, выборка изнутри.
исполнение 4 - фланца с шипом, так же, как и предыдущее только выступ 90 0 .
исполнение 5 - с пазом. Имеет вид кольцевой выборки.
исполнение 6 - под линзовую прокладку. Имеет внутреннюю фаску.
исполнение 7 - под прокладку овального сечения. Канавка овальной формы на торцевой поверхности.
исполнение 8 и 9 - исполнение 8 так же, как и 4-е, а девятое, как 5-е. Чем они отличаются не понял разницы. Буду рад есликто напишет в комментариях к данной статье.

ГОСТ 28759.2-90 содержит 15 исполнений, а 28759.3-90 - двенадцать. Перечислять их нет смысла, поэтому прошу пройти по ссылкам этим ГОСТ-ов и подробненько все посмотреть, как они выглядят и т.д.

Геометрические размеры и вес фланцев

Очень важные параметры, как на этапе конструирования аппаратов, емкостей и т.д., так и на этапе эксплуатации и ремонта, в том числе и закупок, ведь нужно знать какую деталь купить. Поэтому очень важно знать какие присоединительные и габаритные размеры имеются у тех или иных фланцев. Размеров очень много но основной это Ду условный проход. На нем и основан выбор фланца при покупке, так и при конструировании. Давайте немного подробней.

Условный проход фланцев

Допустим имеются две трубы которые стыкуются между собой или патрубок на теплообменнике или какой-либо емкости. У труб и у патрубка есть наружный диаметр и иногда полагают, что он должен соответствовать в обозначении внутреннему диаметру фланца, но это не так. Например ду100 соответствует наружный диаметр трубы 108 мм или 114 мм, кстати по статистике яндекса чаше всего ищут фланец ду 100, а при ду 125 диаметр трубы 133 или 140 мм, для ду 150 выбирают трубу с диаметром 152, 159 или 168 мм в зависимости от исполнения и от буквы А, Б, В указанной в таблице ГОСТа. Когда делается заказ рядом с обозначением фланца обязательно указывается буква, если ее нет, то считается, что выбрана буква А.

Такая зависимость есть у плоских и фланцев с приварным кольцом, у воротниковых - встык такого нет. Если зайдет в ГОСТ-ы все подробно увидите.

Условный проход фланцев является основополагающим параметром от которого зависят все основные геометрические размеры. Т.е. зная величину условного прохода фланцев все остальные присваиваются автоматически, кроме одного ньюанса под названием ряд.

Ряды фланцев

Их всего два 1-й и 2-й, но они влияют на габаритные размеры. В зависимости какой ряд фланцев 1 или два зависят такие размеры, как:

диаметры D3, D4, D5, D6.
d - диаметр отверстий под шпильки или болты.
n - количество этих крепежных отверстий.
h1 - высота выступа и глубина шипа.
h2 - глубина паза.
h3 - глубина паза овального сечения.
номинальный диаметров болтов или шпилек.

Все другие присоединительные или габаритные размеры зависят только от условного прохода. Фланцы должны в соответствии с гост изготавливаться по предпочтительному ряду 2 если не указан 1.

Все размеры на чертежах и в таблицах в зависимости от условного прохода и ряда можно посмотреть в ГОСТ-ах.

Вес или масса фланцев

Еще одна важная величина, это масса фланцев, скорее с практической точки зрения, например для определения веса всей партии, если есть другие варианты прошу поставить ваши комментарии в конце этого материала, буду очень благодарен. Эту величину так же можно найти в таблицах нужного ГОСТа.

Вот мы и познакомились с основными с моей точки зрения геометрическими и условными размерами и величинами фланцев. А все остальные можно найти и посмотреть в гост, их уже определяли различными прочностными расчетами сопромата. С размерами понятно, но так как фланец стальной и произведен из какого-то металла, которых марок очень много, соответственно встанет вопрос: "А из какого металла или марки стали делают фланцы и как выбрать нужный при необходимости, или как выбрать марку стали, чугуна и сплава фланцев"?

Материалы или марки стали, чугуна или сплавов фланцев

Для того, чтобы подобрать материал из которого делают фланцы существует ГОСТ 12816-80 и в нем есть одна замечательная таблица увидев которую становится все понятно. Допустим нас интересует воротниковый фланец или по-другому стальной приварной встык по госту 12821-80. Первое на, что обращаем внимание это условное давление при котором он работает. Допустим оно составляет 150 кгс/см2 или Ру 15МПа. Смотрим где оно находится, находим, что во второй колонке и второй части в диапазоне от 0.1 до 20 МПа, т.к. первая часть нам не подходит 0.1 до 10 МПа.

Далее смотрим температурный режим работы, например от -40 0 С до +450 0 С и находим, что нам подходит фланец из нержавейки 12х18н9т, хотя сейчас используется 12х18н10т, как самая распространенная марка нержавейки, а шпильки, болты и гайки и стали марки 20х13 коррозионно-стойкой жаропрочной, используемой в энергетическом машиностроении. Вот и вся наука.

Есть много разных марок сталей и сплавов, но самыми ходовыми являются ст20, ст3, 09г2с, 12х18н10т и 15хм, как наиболее часто применяемые для изготовления фланцев т.к. таких рабочих условий гораздо больше. Есть конечно специфические марки, но и условий где они должны работать очень мало. Стоит отметить, что есть много арматуры из чугуна литейного или ковкого, поэтому и фланцы применяют из соответствующих марок чугуна СЧ 15 и КЧ 30. Все остальные материалы если нужно смотрим в гост 12816-80. Можно и скачать.

Особенности соединения труб или патрубков с фланцем

Здесь я расскажу о особенностях стыковки трубопровода или патрубков аппаратов или емкостей непосредственно с самим фланцем. Т.к. самые распространенные это стальные приварные плоские, стальные приварные встык или воротниковые и стальные свободные на приварном кольце, то на них и остановимся.

Соединение стальных плоских приварных фланцев с трубой или патрубком

Труба при монтаже вставляется во фланец и обваривается двумя швами, одним внутри и другим снаружи по торцевой поверхности. Самое трудоемкое соединение, т.к. нужно сделать два сварных шва и для совмещения отверстий придется крутить трубу.

Соединение стальных приварных фланцев встык - воротниковых

Для монтажа конец трубы торцом прислоняется к торцу фланца или так называемому воротнику, почему их и назвали воротниковые, тот что конусом и обваривается всего одним сварным швом. Значительно быстрее и проще.

Соединение стальных свободных фланцев на приварном кольце

Здесь берется труба на нее одевается сам фланец , далее труба вставляется в кольцо и обваривается. Точно так же и другая часть соединения. Получается, что к трубам приварены только кольца, а фланцы свободно вращаются на трубах или патрубках. Далее концы подводятся друг к другу, вращая фланцы добиваются совпадения отверстий по контуру и вставляются шпильки или болты и все стягивается гайками. Чрезвычайно удобно, т.к. нет необходимости вращать трубу или добиваться точного совпадения отверстий до сварки, что не всегда получится. Очень практично в труднодоступных местах или там где требуется частая проверка фланцевого соединения, например в химической промышленности. Может быть и дешевле т.к. допускается применить только кольцо из нержавейки, а сам фланец из обычной углеродистой стали 3 или стали 20.

Вот мы и рассмотрели, как стыкуются самые распространенные виды фланцев и теперь хотелось бы показать, как правильно нужно их обозначать.

Обозначение фланцев

Обозначение плоских приварных фланцев

Фланец 1-450-10 ст. 20 ГОСТ 12820-80 - так обозначается обычный плоский фланец исполнения 1 (с соеденительным выступом) с условным проходом 450 мм рассчитанный на условное давление 10 кгс/см2 или 1 МПа сделанный из стали 20.

И если фланец квадратный, с Ду 1200 из стали 3, то: Фланец квадратный 1-1200-10 ст. 3 ГОСТ 12820-80.

Когда заказываются фланцы с условным проходом Ду 100, 125 и 150 м, то указывается буква соответствующего диаметра трубы.

При заказе фланцев исполнения шип-паз под фторопластовые прокладки после цифр условного давления ставится буква Ф.

Обозначение воротниковых фланцев - приварных встык

Фланец 1-1000-100 ст. 12х18н10т ГОСТ 12821-80 - воротниковый фланец исполнения 1, условный проход Дц 1000 мм, Ру 10 МПа или 100 кгс/см2, из нержавейки.

Фланец квадратный 1-800-10 ст. 12х18н10т ГОСТ 12821-80 - если квадратный. И здесь Ду 800, а Ру 1 Мпа.

И если исполнение шип-паз, то добавляется буква Ф.

Обозначение свободных фланцев

Фланец 125-6 ст.3сп ГОСТ 12822-80 - Ду 125, Ру 0,6 МПа, сталь 3 сп.

Фланец квадратный 400-6 ст. 15хн ГОСТ 12822-80. Здесь условный проход 400 мм и сталь 15ХМ.

Т.к. в паре используется приварное кольцо, то оно обозначается так:

Кольцо 1-400-6 ст. 15ХМ ГОСТ 12822-80 - исполнение 1, Ду 400 мм.

При заказе диаметров 100, 125, 150 нужно добавить букву какую вам нужно. А при заказе фланце под фторопластовые прокладки шип-паз добавляется буква Ф.

Вот мы и рассмотрели, как обозначаются основные виды фланцев и можно перейти к следующему вопросу, думаю очень важному. А он о том, а как же купить фланцы, где посмотреть цену, а может быть и посмотреть прайс с ассортиментом, наличием и ценами.

Как купить стальные приварные фланцы, цены и прайс лист

Заключение

Вот и подходит к концу сегодняшний материал касающихся большинства аспектов о фланцах на которые следует обращать внимание. Получился довольно большой, но здесь были затронуты очень важные моменты по этой тематике.Чуть ниже дам справочные материалы, чтоб всегда можно было зайти и посмотреть все в подробностях и иметь под рукой если с этим работаете постоянно. Если есть какие либо вопросы или замечания высказывайте пожалуйста в комментах чуть ниже этой статьи с удовольствием на них отвечу.

Буду очень вам благодарен если в качестве оценки за мою работу вы поделитесь ссылкой на эту статью в ваших социальных сетях или закладках.

Так же советую посмотреть производимое оборудование на каком кстати применяются фланцы:

Стальные фланцы: предназначение, использование, типы

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 фланцы изготавливаются 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 приобрести качественные 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 фланца подбирается 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 элементы подсоединяются 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 фланцы применяются 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.

Особенности стальных приварных фланцев

Соединение при помощи фланцев применяется преимущественно на магистральных трубопроводах, к примеру, для горячего водоснабжения и отопления, где небезопасно использование сварных швов на трубах «встык» или резьбовых муфт. Муфты значительных диаметров – от 30 см – не выпускаются, да и завинтить в них трубы – проблема.

Общее описание

Фланцевое соединение по сравнению со сварным имеет существенное отличие – сохранение разъёмности и возможности продолжения трубы без необходимости пилить исходный трубопровод на конце или там, где планируется организовать равнозначный отвод либо пересечение. Исполнение фланцевого соединения – сварка фланцев с трубами и последующий монтаж секций с применением резиновых прокладок и болтов (или шпилек) с гайками и пресс-шайбами.

Стальные приварные фланцы – самое простое решение. Они выполняются как из обычной углеродистой стали 09Г2С, так и из нержавейки марки 12Х18Н10Т (для стойкого нержавеющего эффекта нужно не менее 14% хрома по массе). Марка стали 20 (Ст20) относится к малоуглеродистым, равно как и, к примеру, состав ВСт3Сп3 (на основе низкоуглеродистого сплава Ст3). Конструкция с применением фланца легко сменяема и ремонтируема, основными «симптомами» повреждения соединения считаются рассыхание резиновой прокладки и пропускание, к примеру, горячей воды, что служит сигналом к замене уплотнителя. Нержавеющий фланец устанавливается на магистрали, где частые протечки воды из-за прохудившегося уплотнителя вызвали бы существенное ржавление элемента – и нарушение его геометрии, поэтому такие фланцы часто делают врезными, а не приварными (накидными, с резьбой). По типу исполнения различают свободные, стыковые и другие разновидности фланцевых элементов – и те и другие используются с равным успехом.

Более дешёвый вариант – оцинкованные или хромированные фланцы: затраты на нержавейку при этом заменяются небольшими затратами на оцинковку с покрытием толщиной до 0,3 мм.

Помимо круглых фланцев, используются фланцевые соединения в виде шестигранника, квадрата или даже треугольника. Но оптимальными по затратам на сталь являются правильные многоугольники и круг. Тип соединения – встык, внахлестку, с соединительным выступом.

Свободные фланцы выпускают в нескольких вариантах: с соединительным выступом, со впадиной, с шипом и с пазом (в том числе два последних варианта – под резиновую или фторопластовую прокладку). Наиболее удачным вариантом является соединение под разные типы прокладок.

По виду использования различают следующие разновидности комплектующих.

Фланцы для арматуры, соединительных деталей и для подключения труб. Давление – до 200 атмосфер, выпускаются на основании ГОСТ 12815-1980.

Для сосудов и аппаратов – выпускаются согласно ГОСТ 28759.1 (2,3,4) 1990. По первому пункту статьи данного госстандарта эти изделия применяют для стыковки трубопроводов с патрубками, вторые – для соединения устройств с этими же трубопроводами. Они могут быть отлиты из серого, ковкого чугуна, либо из обычных сталей.

Глухие стальные фланцы, устанавливаемые в качестве заглушек, отливаются в основном из стали. Все изделия рассчитаны на температуру эксплуатации -15… 300 градусов. Рабочее давление может достигать 20 атмосфер.

Приварные воротниковые, устанавливаемые встык, нормируются по ГОСТ 12821-1980. Выдерживают работу с давлением до 200 атмосфер, температуру в -253… 600 градусов.

Стальные свободные на приваривающемся кольце, нормируются согласно ГОСТ 12822-1980, рассчитаны на давление до 25 атмосфер и температуру -30… 300 градусов.

Стальные плоские приваривающиеся, учитываются по нормам ГОСТ 28759.2-1990. Рассчитаны на трубы и сосуды с диаметром от 4 дм до 4 м. Рабочее давление – до 16 атмосфер, температура использования составляет -70… 300 градусов, предназначены для работы в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Этот подвид предназначен для нефтехимического производства, включая перегонку нефтепродуктов.

Размеры и вес

Наиболее часто встречающиеся для применения в газовых и бойлерных системах типоразмеры – Ду100, Ду50, Ду80, Ду150 Ру16, Ду65, Ду250, Ду40, а также размеры на 500, 32, 200, 159 мм. Маркировка «ДУ», или условный диаметр, означает их внутреннее сечение (по просвету), при этом внешний диаметр подходящей трубы (например, не приварной, а завинчивающейся) равен ему. Вороткообразные фланцы, в которых размер воротка может быть заметно больше размера трубы, укрепляются при помощи контргаек, не позволяющих фланцевым сборкам проворачиваться на обоих отрезках трубы.

Вес фланца в зависимости от толщины «блина», из которого он изготовлен, и диаметра подходящей (приварной, резьбовой) трубы, колеблется от 1-3 до нескольких сотен килограммов.

Система учёта номинала изделий такова, что в расчёт берётся не только ДУ (условный диаметр), но и РУ (распирающая условная сила, то есть рабочее давление). Логика проста: чем больше рабочее давление, тем толще труба и, соответственно, надёжнее должен оказаться фланец. Механически, чтобы он выдержал это давление и не разошёлся, «блин», из которого его выточили и высверлили (по краям – не менее трёх отверстий под болты или шпильки на одну такую фланцевую единицу) на токарно-фрезерном конвейере, должен быть как минимум не тоньше, чем толщина стенок трубы. В норме – втрое толще, так как берётся тройной запас прочности стыков. Нетрудно на практике обосновать, к примеру, вес фланца ДУ-80, рассчитанным на давление РУ-1… РН-2,5 (1… 2,5 атмосферы) – равен он 2,43 кг. Для давления до 200 атмосфер вес фланца возрастает нелинейно, но по допустимым нормам: этот же ДУ-80 весит уже 27,55 кг: используется более чем в 20 раз большая массивность и значительная толщина.

Советы по выбору

Для трубопроводов с высоким давлением выбирают воротковый фланец. Он выдерживает значительные перепады давления, до 200 атмосфер, не реагирует и на вакуумное воздействие. Он незаметно переходит в основную трубу, отличается сроком службы до 100 лет, даже когда его согнули и разогнули несколько раз.

Накидной выбирают также для сварных соединений, расположенных снаружи и изнутри фланца. Разница с предыдущим в том, что он уступает ему по продолжительности срока службы – меняют его до 10 раз чаще.

Раструбный выбирают для труб высокого давления и незначительного диаметра. Шов выполняют так, чтобы угол схождения труб не менялся. Прочность – как у накидных изделий, а срок использования стыка вырастает в несколько раз.

Свободные детали выбирают для ПНД-труб. Внутренний просвет фланца растачивают на заводском станке до размера прокладки из полиэтилена.

Резьбовой фланец применяют в условиях, где сварка запрещена по соображениям безопасности. Под него на трубе нарезается резьба – усиление соединения производится при помощи контргайки снаружи, как в случае со сгонами, пригнанными к батарее.

Глухой – элемент, ставящийся как заглушка. Особенность – продолжение монтажа трубопроводов, протяжённость которых временно ограничена.

Позволяет не пересобирать стык заново, когда появились предпосылки к продолжению для, скажем, теплотрассы в связи со строительством новых объектов поблизости.

Применение

Несмотря на периодическую по протяжённости линии стыковку труб, агрегаты и устройства, работающие на этой же линии, стыкуются с применением этих же фланцев. К примеру, используются фланцевые стыки для маслоохладителей. В данном варианте часто используют два комплекта (две пары) фланцев, включая стыковые и ответные. Ответные фланцы применяются для стыковки аппарата, к примеру, с нефтяной или газопроводной магистралью, когда асам агрегат выполняет очистку и перегонку сырьевого (исходного) топлива.

Преимущество фланцевого соединения – возможность отсоединить и разобрать агрегат в целях планового техобслуживания, включая замену запчастей, отчего стык не переваривался бы заново.

Особенности стальных плоских фланцев

Плоскоцилиндрические фланцы – самая простая разновидность фланцевого соединения, включающая диск с проходным отверстием посередине под диаметр трубы и вспомогательные отверстия для болтов по краям.

Особенности

Стальные плоские фланцы не имеют никаких отбортовок по краям, кроме еле заметного перепада между крайней и центральной зонами. Этот элемент используется для соединения валов, сосудов, трубопроводных секций и многого другого. Применяется эта комплектующая для низких и средних диапазонов давления основной среды в сосудах и трубопроводах. Рабочее давление при этом не превышает 25 атмосфер, а рабочая температура – 450 градусов по Цельсию. Фланцы, независимо от их исполнения, не выносят нагревания выше данной температуры. Плоский фланец при монтаже насаживается на трубопровод, внешний диаметр которого соизмерим с внутренним диаметром фланцевой комплектующей. Достоинство плоских фланцев – простота монтажа.

Особенности производства

Они производятся при помощи кольцевых обработок и навариваются к трубе с помощью обычных сварных швов. Сталь, идущая на их выделку, представлена несколькими марками:

09Г2С – морозостойкий сплав, рассчитанный на минус десятки градусов по Цельсию;

13ХФА, 15ХФМ – жаропрочная сталь;

нержавейки 20Х13, 14Х17Н2, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 10Х11Н23Т3МР – для особых условий, созданных в целях применения при агрессивной окружающей среде.

Последний вариант сгодится для 1% неорганических и большинства органических кислот в сильной концентрации, всех солей при комнатной (или чуть выше этого предела) температуре. Оксидная плёнка из хрома, не дающая заржаветь этой стали, появляется практически сразу.

Плоские фланцы производятся согласно нормативам ГОСТ 12820-1980. РУ (расчётное усилие), или давление, нормируется от 1 до 25 атмосфер.

Нержавеющий фланец можно заменить оцинкованным. Благодаря тому что цинк не боится воды, не содержащей примесей, достаточно покрытия в 300 мкм, оно прослужит от 20 лет. Такие фланцы производят из сталей более ординарных, к примеру, ВСт3сп2, ВСт3сп3.

Плоскоцилиндрические фланцы производятся в следующем исполнении:

с соединительной отбортовкой;

с обыкновенной отбортовкой;

с углублением и выступом;

с углублением и выпуклостью под фторопластовую прослойку (на кольце);

Плоские фланцы, сработанные по нормативам стандарта DIN, включают в себя следующие разновидности:

Plate Flanges for welding – сработан по стандарту DIN 2573 Slip-on Plate Flange PN6;

DIN 2576 Slip-on Plate Flange PN10.

Здесь чётко оговорены нормативные значения температурных и барических диапазонов (интервалах значений рабочего и предельно допустимого давления), отклонения от габаритов и маркеры, которыми помечается вся эта продукция. Условное значение давления разграничено по отдельным подклассам, чьи максимальные значения следующие: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500 фунтов на квадратный дюйм.

Чтобы перевести метрическую систему в американскую, килограммы силового воздействия на квадратный сантиметр умножаются на 6, что даст число фунтов на квадратный дюйм.

В таблице обозначены размеры и вес плоских приварных фланцев Ду50, Ду100 Ру16, Ду250 Ру25, Ду80, Ду350 Ру6, 50х25, Ду150, Ду32, DN80 и многих других. Обозначение DN указывает на условный диаметр, это, по сути, и есть замена российского «ДУ». Обозначение «РУ» означает буквально «распирающее усилие», что служит отсылкой к предельно допустимому рабочему давлению. Если его превысить, то фланец попросту сорвёт с его места фиксации.

Условный диаметр

Наружный диаметр

Межосевой диаметр

Прижимной диаметр

Диаметр отверстий под крепёж

Внутренний диаметр

Толщина

Масса, кг

Иногда в прайс-листах встречается такое описание технических характеристик, как 500х25 мм. Это и есть толщина и внешний диаметр фланца, что вполне закономерно. Такое обозначение позволяет не вдаваться в малозначимые подробности – таковыми они становятся, когда перед системой поставлена облегчённая цель, например, создание давления не более 0,5 МПа в той же системе отопления или горячего водоснабжения.

Области применения плоских фланцев – системы водоснабжения и отопления, канализации и газовоздушных сред всевозможного назначения. Плоский фланец, не имеющий просвета, применяется как заглушка в случаях, когда необходимо сохранить возможность быстрого дальнейшего монтажа, к примеру, теплотрассы, не разбирая и не переваривая всю линию в этом месте. Широко используются такие детали, к примеру, в бойлерах, установленных на первом этаже подъезда.

Независимо от того, приварной фланец или нарезной (с резьбой), допускается их использование в водосистемах и воздушных установках, работающих со сжатым воздухом. Использование фланцев с резьбой, даже когда они фиксируются контргайкой на основе нанесения на резьбу специальной пасты или ФУМ ленты, для систем, к примеру, накачивающих метан в баки высокого давления для автомобилей, не допускается.

Дело в том, что в таких системах зачастую создаётся избыточное давление в 160 атмосфер, а такие показатели не присущи для газонагнетательных фланцев – здесь потребуется значительно более высокий запас рабочего давления. Если не соблюсти это требование, то возможна техногенная катастрофа, авария на производстве.

Читайте также: