Как правильно измерить фланцы стальные

Обновлено: 28.04.2024

Стальные фланцы — специальные детали, предназначенные для монтажа трубопровода. Они изготавливаются методом литья или резкой. В первом случае расплавленный металл заливается в специальную форму, во втором — вырезается круг из цельной заготовки. И лишь затем осуществляется механическая обработка на станке.

Изготовление и конструкция приварных фланцев

Фланцы стальные плоские приварные изготавливаются по ГОСТ размеры указываются в таблицах в соответствии с номинальным рабочим давлением и условным диаметром прохода среды в системе. Их размерный ряд насчитывает изделия с Ду от 10 до 2400 мм при условном давлении от 0,1 до 2,5 МПа.

Способ монтажа стальных фланцев на трубу

При изготовлении продукции используются различные марки стали (углеродистая, легированная, коррозионностойкая). Герметичность фланцевого соединения дополнительно обеспечивается с помощью уплотнительных прокладок. Уплотнительная поверхность (зеркала фланца) может иметь различную форму в зависимости от исполнения детали.

Эти изделия отличаются простотой конструкции. Они представляют собой цельный диск с проходным отверстием посередине и крепежными отверстиями, через которые продевается шпилька или болт при стягивании соединения. Центральное отверстие фланца стального плоского приварного имеет чуть больший размер, чем диаметр трубы аналогичного Ду, из-за того, что фланец надевается на трубу перед сваркой, а не приваривается встык.

Основные обозначения фланцев плоских приварных

На чертеже ниже показан фланец стальной плоский с размерами по ГОСТ 12820.

D — наружный диаметр фланца;
D1 — межосевое расстояние крепежных отверстий;
D2 — диаметр прижимной поверхности (зеркала);
dв — внутренний диаметр фланца;
b — толщина фланца;
h — высота зеркала;
dн — диаметр отверстий под шпильки и болты.

Также существуют воротниковые приварные фланцы, имеющие специальный выступ в форме усеченного конуса по внутреннему диаметру. Они используются для стыковки трубопроводных элементов между собой и изготавливаются по ГОСТ Приварка к трубе осуществляется «встык». Это обеспечивает возможность демонтажа фланца без резки трубопровода.

Согласно ГОСТ 12821 и ГОСТ 12820, фланцы приварные изготавливаются в нескольких исполнениях: с выступом, с впадиной, с шипом, с пазом, под овальное уплотнение, под линзовую прокладку.

Пример условного обозначения фланцев согласно ГОСТ 12820:

Расшифровка: фланец плоский приварной, изготовленный с размерами по ГОСТ 12820. Исполнение — 1, Ду80 и давление среды 2,5 МПа. Материал изготовления — сталь 09Г2С.

Таблицы размеров и веса фланцев по ГОСТ и

Ниже приведены таблицы с размерами фланцев, выпущенных по ГОСТ 12820 и 12821 для разных значений давления. Компания «НХИ» занимается изготовлением изделий трубопроводной арматуры и предлагает широкий ассортимент фланцев стальных плоских приварных с размерами и чертежами в соответствии с ГОСТ по цене производителя.

Таблица размеров фланцев плоских приварных по ГОСТ

В этой таблице представлены габаритные размеры фланцев, изготовленных по ГОСТ 12820. Они имеют Ду от 10 до 2400 мм и предназначены для трубопроводных систем с давлением от 0,1 до 2,5 МПа.

Размеры фланцев согласно ГОСТ. Виды и типы. Маркировка.

Как соединить между собой массивные металлические трубы? Сварка способна обеспечить герметичные швы. Но что делать, когда нужно разобрать трубопровод? Нужна разборная конструкция. На этот случай есть плоские детали с отверстиями под болты и шпильки. Размеры фланцев начинаются от 10×10×75 мм. Это внутренний диаметр, толщина и внешний диаметр.

Требования нормативов

Ещё с советских времён на стальные фланцы действовало 4 норматива:

ГОСТ 12815-80.

ГОСТ 12820-80.

ГОСТ 12821-80.

ГОСТ 12822-80.

Понятно, что эти стандарты не способствовали выходу отечественной продукции на международный рынок. Но в начале двухтысячных государственные институты метрологии решили привести документацию в соответствие с общемировой.

Так с 1 апреля 2012 года в законную силу вступил ГОСТ Р 54432-2011. Дело сдвинулось с мёртвой точки. В документе появились спецификации для дюймовых фланцев американских стандартов ANSI по классам давления PN 20, PN 50, PN 110 и PN 150. Но 1 апреля 2017 норматив перестал действовать.

На смену пришёл ГОСТ 33259-2015. Он «работает» с 1 августа 2017 года по нынешнее время. Это апрель 2021 года. Но эксперты отмечают разночтения с международными стандартами. Например, в американских и европейских фланцах с внутренним диаметром 65 мм 4 отверстия под болты, в отечественных 8. Россия — щедрая душа.

Размеры

Действующий ГОСТ 33259-2015 классифицирует фланцы по вариантам исполнения. Всего 8 видов по стыковочному узлу. У них разная форма:

A: плоскость.

B: соединительный выступ.

C, L: шип.

D, M: паз.

E: выступ.

F: впадина.

J: под овальную прокладку.

K: под линзовую прокладку.

В таблицах мы будем повсеместно использовать следующие характеристики:

DN — номинальный внутренний диаметр в мм.

PN — номинальное давление в кгс/см 2 .

D — внешний диаметр фланца в мм.

D1 — диаметр между центрами отверстий под шпильки.

b — ширина бортика, H — общая в мм.

Кроме видов в нормативе указаны типы.

Их 6:

01: стальной плоский приварной.

02: стальной плоский свободный на приварном кольце.

03: стальной плоский свободный на отбортовке.

04: стальной плоский свободный на хомуте под приварку.

11: стальной приварной встык.

21: корпуса арматуры.

Тип 01

Это конструкции из стали. Форма плоская. Фланцы приварные.

* Заказчик может выбрать самостоятельно.

Тип 02

Это стальные плоские фланцы на приварном кольце.

Типы 03 и 04

Фланец 03 — свободный плоский на отбортовке, 04 — на хомуте под приварку. Размеры у них одинаковые.

Тип 11

Это стальные изделия, приварные встык. Лучше ориентироваться на размеры из ряда 1.

* По желанию заказчика.

Тип 21

Это литые корпуса арматуры из стали или чугуна.

Маркировка

Разберём буквенно-числовые коды, которыми производители маркируют фланцы. Для примера возьмём такую запись:

10 40 02 1 F ГОСТ 33259-2015

Здесь 10 — DN, номинальный диаметр, 40 — PN, номинальное давление, 02 — тип, 1 — размерный ряд из таблицы, F — вид.

Мы разобрали размеры фланцев по государственному стандарту. Рассказали о видах и типах соединительных узлов. Читателям осталось сделать правильный выбор.

Справочник по подбору фланцевых соединений. Часть 1. Фланцы.

• Исполнение с 1 по 9. Определяет вид поверхности под прокладку.

• Материал (представлен российскими марками стали).

2. Технологические.

Эти характеристики связаны с особенностями производства (из каких заготовок и по каким технологиям выполняется фланец).

Круглые и квадратные фланцы. В настоящее время выпускается небольшое количество задвижек, клапанов и т. п. трубопроводной арматуры, имеющей в качестве присоединительного узла фланец квадратный. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12815-80 до давления условного Ру 4 МПа (40 кгс/см 2 ) предусмотрены по конструкции фланцы как круглые, так и квадратные. При заказе квадратных фланцев необходимо помнить, что существует прямая зависимость диметра фланца от условного давления: чем выше давление, тем меньшего диаметра фланец можно произвести (табл. 2).

Условный проход. Особенности его обозначения

Стоит сразу же отметить, что условный проход не является внешним диаметром трубы, а обозначает проход (сечение), по которому протекает среда через фланцевое соединение. Одной из особенностей фланцев стальных плоских приварных и стальных свободных на приварном кольце на диаметры условного прохода Ду 100,125 и 150 мм является то, что возможны три их конструкции под различные наружные диаметры трубы.

Поэтому при заказе этих фланцев на Ду 100,125 или 150 мм необходимо указывать букву, соответствующую требуемому диаметру трубы. Если в заявке (спецификации) на данные типоразмеры фланцев буква не указана, то фланцы изготавливаются под следующие диаметры трубы: 100А, 125А, 150Б (табл. 3).

Следующей особенностью фланцев с диаметром условного прохода Ду > 200 мм является то, что из-за различных классов точности изготовления труб и фланцев, расточка внутреннего диаметра фланцев плоского, свободного и его кольца допускается по фактическому наружному диаметру трубы с зазором на сторону не более 2,5 мм, т. е. по всему внутреннему диаметру фланца и кольца не более 5,0 мм. Другими словами, при изготовлении трубы возможно отклонение от идеальной формы круга, таким образом, труба может не соответствовать внутреннему диаметру фланца, что в свою очередь затрудняет соединение трубы и фланца.

Внимание! При оформлении заказа учитывайте показатели по давлению, температуре среды и марку стали, из которой выполнен фланец. Не всегда можно сочетать нужные вам давление и марку стали.

Более подробно об этом смотрите в табл. 1, также вы можете получить информацию по интересующему вас фланцу в материалах государственного стандарта (ГОСТ 12816-80).

Если при заказе не оговорены особенности конструктивного исполнения присоединительных размеров (ряд 1 или 2), то изготовление фланца по умолчанию осуществляется в соответствии с рядом 2. Конструктивным отличием фланцев ряда 1 от фланцев ряда 2 является разное количество отверстий в нем под крепежные болты (шпильки) и их диаметры.

Например, фланец на Ду 300 мм и Ру 63 кгс/см 2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 36 мм, а ряда 2—39 мм. Аналогично, фланец на Ду 80 мм и Ру 10 кгс/см 2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 18 мм с общим их количеством 8 шт., а ряда 2 соответственно — 18 мм и 4 шт. Поэтому эту особенность необходимо учитывать при заказе фланцев в качестве ответных под запорную арматуру.

Еще одной важной конструктивной особенностью всех изделий, составляющих фланцевое соединение, является условное давление, которое может выдержать соединение. Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Фланец стальной плоский приварной (ГОСТ 12820-80) и фланец стальной свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) выдерживают давление до 25 кгс/см 2 , а вот фланец стальной приварной встык (ГОСТ 12821-80) может выдерживать давление до 200 кгс/см 2 .

При этом особенностью данного показателя является то, что он может выражаться в различных единицах измерения: кгс/см 2 , Па, МПа, атм, бар. Единицей измерения при производстве и обозначении фланцев является кгс/см 2 . Во избежание недоразумений при заказе продукции всегда указывайте единицу измерения давления.

Исполнения фланца

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 2), а для свободного фланца различные исполнения возможны только у приварного кольца. Поэтому при подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности.

Исполнение 1. Используется при условном давлении не выше 63 кгс/см 2 . Для трубопроводов, транспортирующих вещества А и Б технологических объектов I категории взрывоопасное не допускается применение фланцевых соединений с исполнением I уплотнительной поверхности, за исключением случаев применения спирально навитых прокладок с ограничительным кольцом.

При этом существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:

Исполнение 1 (с соединительным выступом) с исполнением 1;

Исполнение 2 (с выступом) с исполнением 3 (с впадиной);

Исполнение 4 (с шипом) с исполнением 5 (с пазом);

Исполнение 6 (под линзовую прокладку) с исполнением 6;

Исполнение 7 (под прокладку овального сечения) с исполнением 7;

Исполнение 8 (с шипом) с исполнением 9 (с пазом) с обязательным использованием фторопластовой прокладки.

Марки материала

Последней отличительной конструктивной характеристикой фланца является используемый материал. Фланцы могут изготавливаться из углеродистых и легированных сталей, а также из нержавеющих сталей. В настоящее время для изготовления фланцев используют большое количество марок стали, наибольшее распространение из которых получили ст.20, СТ.09Г2С, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т.

Марки стали подбираются с учетом использования фланцев на данную рабочую температуру, условное давление и транспортируемую среду в трубопроводе. Требования на марку стали фланца в зависимости от рабочего давления и температуры среды приведены в ГОСТ 12816-80 (табл. 1).

Памятка покупателя или как правильно оформить заказ на фланец

При оформлении заказа следуйте четкому порядку общепринятых обозначений:

1. Наименование детали: фланец.

2. Исполнение (поверхность под прокладку): 1-9.

3. Диаметр (условный проход) Ду, мм.

4. Давление Ру, кгс/см 2 .

5. Марка материала: Ст.20, Ст.12X18Н1 ОТ, Ст.09Г2С, Ст.15Х5М.

6. Стандарт (ГОСТ): ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 12822-80. Дополнительные обозначения:

7. Ряд: 1 (ряд 2 не указывается).

8. Форма: квадратный (круглый не указывается).

9. Наружный диаметр трубы: А, Б, В (указывается для фланцев с Ду 100,125,150) только для ГОСТ 12820-80 и 12822-80.

При заказе круглого стального плоского приварного фланца Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом) условное обозначение будет выглядеть так:

Фланец 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80

При заказе квадратного стального плоского приварного фланца Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом) условное обозначение будет выглядеть так:

Что такое фланец: технические характеристики и применение

Использовать сварные швы на элементах трубопровода не всегда удобно. В некоторых местах требуется установка дополнительных изделий – задвижек, насосов. Тогда на помощь приходит фланец – специальная деталь, предназначенная для соединения труб там, где сварка не подходит. Они классифицируются по размерам, материалам изготовления, типу поверхности и другим критериям.

Фланец – определение понятия

Согласно справочнику терминологии, фланец – это плоская деталь с отверстиями, выступающая соединительной частью труб. В отверстия детали крепятся шпильки, болты и другие крепежи, помогающие зафиксировать ее на трубопроводе. Размеры фланцев соответствуют диаметру определенной трубы, поэтому зачастую производитель заранее оснащает трубу таким элементом.

Разновидность фланцаф

Главное требование к соединению труб – герметичность: этот критерий как раз обеспечивает фланец. Он надежно стягивает детали, наделяет соединение надежностью, прочностью, возможностью использования в широком температурном диапазоне. Если осуществлять своевременное техническое обслуживание, фланцевое соединение прослужит долгие годы. Данный вид детали изготавливается согласно ГОСТ, поэтому к нему предъявляют особые требования.

Конструктивные особенности фланцев

На сегодня фланцевое соединение труб является одним из самых популярных и простых соединений, позволяющих быстро и надежно состыковать детали. Это обусловлено конструктивными особенностями:

круглая (редко квадратная) форма;
наличие маленьких отверстий по всему периметру;
плоская конструкция;
наличие центрального основного отверстия.

Деталь пользуется спросом при сборке трубопровода из-за простоты и скорости работы. Пользователю необходимо вставить фланец на трубу нужного диаметра, после чего прикрутить к такому же приспособлению на другой трубе, если осуществляется состыковка двух деталей. Зачастую производители труб уже оборудуют изделие фланцем на конце, что упрощает работу. Ремонт фланцев требуется тогда, когда на поверхности присутствуют дефекты или нарушена герметизация стыка.

Где применяют фланцы?

Данный тип применяется для сборки трубопровода, монтаж любого фланца происходит только при наличии трубы соответствующего диаметра. Можно выделить несколько областей применения детали:

сборка гражданских центральных трубопроводов;
сборка газопроводов;
монтаж бытовых систем водоснабжения;
установка теплотрасс;
сборка промышленных систем и коммуникаций.

Данные детали могут быть элементами трубы, вала, фитинга или корпусной детали. Это универсальное изделие, которое при соединении с другой деталью способно обеспечить герметичность. Элемент выдерживает высокую температуру и давление, поэтому данный вид крепления можно использовать в газопроводах и водопроводах. Параметры, по которым подбирают – размеры, форма уплотнительной поверхности, а также способ крепления.

Основные типы фланцев

Первая классификация, по которой можно разделить все виды – конструктивная. Согласно ей, существуют такие основные типы:

Плоский приварной – выглядит, как металлическое кольцо с отверстиями по диаметру. Крепится к трубе за счет двух сварных швов по окружности.
Воротниковый – кроме отверстий по диаметру также оснащен юбкой под приварку. Простой в монтаже, так как фиксируется одним сварным швом.
Свободный на приварном кольце – состоит из двух элементов: фланца и кольца с одинаковым диаметром и давлением. Кольцо фиксируется на трубе при помощи сварки, а фланец остается свободным, что обеспечивает удобство монтажа.

Указанные типы фланцев применяются для стыковки трубопроводной арматуры и оборудования. Конкретнее определить область, где применяется деталь, поможет материал ее изготовления.

Из чего производят деталь?

В промышленности используются стальные фланцы, однако сталь, из которой изготавливают деталь, также бывает разной. Маркировка стальных фланцев будет определять, в каких условиях лучше использовать данную деталь:

Сталь 20 – самое применяемое сырье. Это углеродистая сталь, детали из нее применяются для сборки арматуры на магистралях, где внешняя температура не ниже –40 градусов, а внутренние показатели не выше +475 градусов.
Сталь 09г2с – сталь из сплавов никеля, хрома и молибдена, предназначенная для осуществления сварки. Изделия из данного материала могут эксплуатироваться при внешней температуре от –70 градусов.
12Х18Н10Т – криогенная сталь. Детали из данного материала могут использоваться в агрессивной среде, например со щелочами и кислотами. Допустимая температура от – 196 градусов до +350 градусов.
10Х17Н13М2Т – коррозийно-стойкая обыкновенная сталь. Крепления из нее эксплуатируются в особо экстремальных условиях, ведь она сохраняет стойкость к коррозии под напряжением. Рабочие температуры от -196 до +600 градусов.
15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье. Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов. К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

Кроме стали и пропилена используют чугун двух видов – ковкий и серый. Детали из ковкого чугуна используются при рабочих температурах от -30 до +400 градусов, а из серого чугуна – при температуре от -15 до +300 градусов.

Классы давления фланцев

Детали, изготавливаемые согласно стандартам Asme (Asni) всегда характеризуются рядом параметров. Одним из таких параметров является номинальное давление. При этом диаметр изделия должен соответствовать его давлению согласно установленным образцам. Условный диаметр обозначается комбинацией букв «ДУ» или «DN», после чего стоит цифра, характеризующая сам диаметр. Условное давление измеряется в «РУ» или «PN».

Чертеж фланца с различными обозначениями

Классы давления американской системы соответствуют переводу в МПа:

150 psi — 1,03 МПа;
300 psi — 2,07 МПа;
400 psi — 2,76 МПа;
600 psi — 4,14 МПа;
900 psi — 6,21 МПа;
1500 psi — 10,34 МПа;
2000 psi — 13,79 МПа;
3000 psi — 20,68 МПа.

В переводе с МПа каждый класс будет указывать на давление фланца в кгс/см². От класса давления зависит, где будет использоваться выбранная деталь.

Типы поверхностей

Данный вид соединительного крепежа можно также поделить согласно типу поверхности уплотнения. Они бывают:

A – плоскость;
B – соединительный выступ;
F – впадина;
E – выступ;
D, M – паз;
С, L – шип;
K – для линзовой прокладки;
J – для прокладки овального сечения.

Данные виды ГОСТ были приняты недавно, при этом отмечается, что тип поверхности С, L, а также E выпускаются только по требованию заказчика и не являются штампованными.

Высота выступа

Если взглянуть на чертеж стального фланца, то он имеет несколько параметров, в том числе и высоту выступа. Она обозначается буквами H и B, измерить ее можно во всех типах изделий, кроме того, который имеет нахлесточное соединение. Следует запомнить следующее:

модели с классом давления 150 и 300 будут иметь высоту выступа 1,6 мм;
модели с классом давления 400, 600,900,1500 и 2000 имеют высоту выступа 6,4 мм.

В первом случае поставщиками и производителями деталей учитывается поверхность выступа, во втором случае поверхность выступа не входит в указанный параметр. В брошюрах к деталям эти показатели могут указываться в дюймах, где 1,6 мм это 1/16 дюйма, а 6,4 мм – ¼ дюйма.

Геометрия и удельный вес изделий

Чертеж плоского фланца

Еще один важный показатель – вес фланцев. Он зависит не только от объемов, размеров и высоты, но и от его геометрии, материала изготовления. Стоит привести пример: фланец по ГОСТ 12820-80 с Ду 100 плоского типа имеет вес 2,85 кг, тогда как фланец такого же диаметра, но воротникового типа по ГОСТ 12821-80 имеет вес 4,4 кг. Из этого следует, что воротниковые фланцы имеют большую массу, чем плоские детали.

Как производится фланцевое соединение?

Когда необходимо соединить две детали трубопровода используется приварка стального фланца к трубе. Такая фиксация называется фланцевым соединением и в будущем дает возможность разобрать трубопровод, чтобы выполнить ремонт. Чтобы понять, как происходит сборка, необходимо подробно рассмотреть процесс:

Для состыковки двух элементов применяются плоские детали, имеющие в центре отверстие, куда вставляется торец трубы.
По периметру кольца размещены отверстия – в них вставляются крепежные элементы: болты или шпильки с гайками.
Место соединение будет разъемным, чтобы оно было герметичным используют уплотнительные прокладки. Фланцевое соединение призвано стыковать две трубы или присоединять трубу к емкости, оснащенной вводящим патрубком с фланцем.

Фланец можно сделать своими руками – такая деталь отлично подойдет на точило для станка по заточке предметов.

Инструменты для производства соединения

Чтобы самостоятельно осуществить соединение двух деталей трубы, необходимо подготовить инструменты. В основном это оборудование, предназначенное для закручивания болтовых соединений по окружности фланцев:

ручной ключ;
накидной ключ;
пневматический гаечный ударный ключ;
гидравлический динамометрический ключ;
болтовой натяжитель гидравлического типа.

Кроме этого потребуется специальная смазка, которая наносится на обе поверхности, чтобы избежать трения деталей и обеспечить легкость крутящего момента. Последовательность работы проста: сначала закручивают первый болт, потом переходят к закрутке того, который находится по диагонали на 180 градусов от первого. Далее переходят к болту, расположенному под углом 90 градусов от второго, а от него – к противоположному.

Советы от мастеров

Если детали имеют по 4 отверстия, то затягивать болты необходимо накрест.
Поверхностную часть конструкции необходимо обязательно обезжирить и проверить на предмет коррозии и ржавчины.
Рекомендуется использовать только новые уплотнительные прокладки, при этом устанавливать их нужно строго по центру.
Сила затяжки болтов должна быть равномерной – только так можно обеспечить надежное и герметичное фланцевое соединение.

Чтобы в будущем снять фланец используются специальные станки, которые помогают расточить его и разжать болты. Извлечь детали вручную затруднительно, поэтому применяются пневматические инструменты.

Соединение труб с помощью фланцев является удобным и надежным видом состыковки двух деталей. Оно помогает в будущем осуществить ремонт трубопровода путем изъятия соединительных элементов, тогда как сварка не позволит осуществить данную процедуру. Подбирается он в точном соответствии с условиями работы, температурой и диаметром 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:

Читайте также: