Соединение трубопроводов при помощи стальных фланцев

Сборка и установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах

Большинство трубопроводов различного назначения монтируют сваркой, обеспечивающей надежность и долгий срок службы стыков. Но когда по условиям прокладки этот способ неприемлем или в процессе эксплуатации требуется периодическая разборка, используется соединение фланцевое. По надежности и долговечности оно не уступает сварному варианту, а монтируется проще.

Назначение и область применения

Устанавливать фланцевые соединения можно на трубопроводы диаметром больше 32 мм. Таким способом монтируются разветвленные системы на промышленных и химических предприятиях, в газовой и нефтедобывающей отрасли, распределительные сети ЖКХ. Для прокладки внутридомовых трубопроводов соединение этого вида применяют редко.

Фланцевые стыки нужны для того, чтобы:

  • соединять трубы между собой или с оборудованием из разнородных материалов;
  • устанавливать запорную и регулирующую арматуру;
  • проводить очистку трубопроводов;
  • врезать измерительные приборы;
  • отсекать участок трубы для ремонта.

Из чего состоит фланцевое соединение

Комплект для одного стыка состоит из двух одинаковых фланцев с центральными отверстиями, соответствующих диаметрам труб, прокладки, набора болтов или шпилек с гайками и шайбами. При необходимости защиты трубопровода от блуждающих токов, на болты надевают изоляционные втулки, а прокладку устанавливают из диэлектрического материала. Если давление в трубопроводе не превышает 2,5 МПа, фланцы стягивают болтами. Шпильки равномерней распределяют усилие затяжки и удобней для работы в неудобных местах. Фланцевые соединения на шпильках применяют при давлении до 4 МПа.

Что такое фланец и какие бывают виды

В большинстве случаев фланцы ― это кольцеобразные пластины из стали, но иногда их делают в виде квадрата или прямоугольника. В центральное большое отверстие вставляют торец трубы, а в равномерно распределенные по внешнему периметру ― болты или шпильки. В перечень разновидностей фланцев включены проходные и заглушки. Первые предназначены для стыковки элементов трубопровода, вторыми закрывают тупики или отсекают ремонтируемые либо заменяемые участки.

Чтобы продукция, сделанная в разных странах, была взаимозаменяемой, разработана унифицированная классификация фланцев. В России это ГОСТ, европейские страны пользуются немецким стандартом DIN, а Америка, Япония и Австралия ANSI/ASME. Однако нередко одинаковые фланцы обозначаются разными символами. Поэтому стандарты переводят с помощью специальных таблиц.

Нормативы по исполнению указаны в ГОСТ 12815-80 цифрами от 1 до 9:

  1. С соединительным выступом в виде фаски под наклоном 45⁰.
  2. То же, что 1, но выступ под прямым углом.
  3. С пазом на внутренней стороне и выступом под углом 45⁰ снаружи.
  4. С шипом.
  5. С внутренним кольцевым пазом.
  6. С фаской под линзовую прокладку (вибровставка) на внутренней стороне.
  7. Выборка для овальной прокладки.
  8. С шипом для фторопластовой прокладки.
  9. То же что 8, но вместо шипа паз.

При монтаже трубопроводов применяют несколько типов фланцев:

  1. Воротниковые рассчитаны на давление 0,1 — 20 МПа при температуре -200 — +600⁰ Выступ в центральной части (воротник) приваривают к трубе встык одним швом.
  2. Плоские держат давление до 2,5 МПа при температуре -70 — +300⁰ Надеваются на торцы, крепятся двумя сварными швами.
  3. Аппаратные для присоединения оборудования или приборов;
  4. Резьбовые варианты наворачивают на торцы.
  5. Свободновращающиеся состоят из пластины и кольца, которое приваривают к торцу, а фланец свободно крутится на нем. Такое фланцевое соединение устанавливают в труднодоступных местах или там, где необходимо частое проведение профилактических мероприятий на трубопроводе. Рассчитано на давление до 2,5 МПа.
  6. Кольцевые варианты для заглушек делают без центрального отверстия.

При установке фланцевых соединений на стальных трубопроводах их материал должен быть идентичным или близким по составу металлу труб. Это нужно для предотвращения повреждений при изменениях температуры. Фланцы бывают из серого и ковкого чугуна, легированной, углеродистой и нержавеющей стали. Для трубопроводов из иных материалов выпускаются бронзовые, алюминиевые, латунные разновидности. Безнапорные системы из полиэтиленовых труб часто собирают на полипропиленовых фланцах.

Конструктивные особенности фланцев

Выбирая фланцы для трубопровода необходимо учитывать некоторые особенности:

  1. Условный проход (ДУ) измеряемый в миллиметрах, показывает несовпадение внутреннего диаметра фланца и трубы. Это важно для плоских и вращающихся деталей. Поэтому в их обозначение добавляются индексы А и Б. Буква А указывает диаметр фланца, а Б ― трубы. Для воротникового типа этот параметр не критичен.
  2. Рядность показывает расстояние в миллиметрах между осями отверстий под болты. Одинаковые по ДУ фланцы, сделанные по типоразмеру ряд 1 или ряд 2, будут отличаться между собой диаметром и количеством отверстий. Если у заказчика нет особых пожеланий, выполняется стандартный ряд 2.
  3. Условное давление ― это его допустимая величина, при которой соединение работает без протечек и разрушений. Значение параметра зависит от типа фланцевого соединения труб, материала, диаметра, ширины с учетом исполнения состыкованных поверхностей. Необходимо учитывать, что значение давления может быть указано в атм., Па, бар, кгс/см².
  4. По параметрам рабочей температуры определяется значение допустимого давления, так как оно уменьшается при нагреве. Эту зависимость нужно учитывать для трубопроводов с горячими средами. Степень влияния температуры на давление определяют по таблицам.

Нормативами предписывается обязательная установка на фланцы трубопровода, по которому перекачивают агрессивную жидкость, защитного кожуха. Он предотвратит расплескивание в случае утечки. Кожухи делают из текстиля, листовой стали, полимерных материалов диаметром от 15 до 120 см. Популярные фторопластовые модели выдерживают температуру -200 — +230⁰C.

Прокладки для фланцевых соединений

Герметичность соединения обеспечивается прокладкой, которую вставляют между фланцами. В зависимости от характеристик среды, температуры и давления ее делают из соответствующих материалов:

  • резины, стойкой к продуктам нефтепереработки:
  • паронита общего назначения;
  • теплостойкой резины;
  • асбестового картона;
  • паронита, стойкого к маслу и бензину;
  • кислото и щелочеустойчивой резины;
  • графита;
  • фторопласта;
  • металла (алюминия, меди);
  • металлографита.

Подготовка фланцев для установки

Прежде чем начинать сборку фланцевого соединения необходимо проверить их на отсутствие ржавчины и механических повреждений. Поверхности очищают и обезжиривают. С резьбовой части болтов и гаек убрать заусенцы. Сделать предварительную прогонку резьбы, наворачивая гайки на болты с последующей смазкой. Вырезать и примерить прокладку. Она должна стоять по центру не перекрывая крепежные отверстия. Повторное использование старых прокладок нежелательно, но если иного выхода нет, устанавливают несколько штук бывших в употреблении.

Сборка фланцевого соединения

Чтобы стыки на трубопроводе были надежными, все виды фланцевых соединений собирают в строго определенном порядке. Сначала с небольшим усилием затягивают произвольно выбранный болт, затем диаметрально противоположный. Следующая пара должна отстоять от первой на четверть окружности. Остальные болты затягивают в таком же порядке. Если на фланцах только 4 отверстия затяжка выполняется крестообразно.

Чтобы усилие распределялось равномерно, завершающую часть монтажа проводят инструментами, позволяющими его контролировать:

  • гидравлическим натяжным устройством;
  • пневматическим гайковертом;
  • ручным динамометрическим ключом;
  • гидравлическим динамометрическим ключом.

Ручную затяжку доверяют только опытным работникам. В течение первых суток работы из-за вибраций, усадки материала прокладки, изменения температуры прочность соединения снижается до 10%. Поэтому в этот период требуется проведение подтяжки гаек.

Монтаж всех видов фланцевого соединения несложен, однако его проведение разрешается только специально обученным слесарям. При прокладке или ремонте трубопроводов с агрессивными средами или работающих под высоким давлением, ход работы должен контролировать инженер. Сборка безнапорных систем (канализация, полив) может проводиться неквалифицированными работниками.

Фланцевое соединение труб из стали: Технология работ +Фото и Видео

Для монтажа металлических труб в своем большинстве используют сварку, но порой требуется фланцевое соединение труб из стали.

Данный вид соединения применяется для монтажа труб большого диаметра и в случаях, когда конструкция должна легко демонтироваться.

Фланец – это кольцо или квадрат (самые распространенные формы), плоской формы с несколькими отверстиями по периметру, для болтов (шпилей с гайками) и отверстием по центру для трубы.

Общие сведения

Существует несколько видов фланцевого соединения, каждое из которых делается строго в соответствии ГОСТа:

  1. Плоские фланцы –ГОСТ 12820-81
  2. Воротниковые – ГОСТ 12821-81
  3. Свободные фланцы на приварном кольце –ГОСТ 12822-80
  4. Фланцы для сосудов и аппаратов ГОСТ 28759,2-90
  5. Кольцевая заглушка ГОСТ 12836-80

Чтобы соединение деталей было герметичным применяют уплотнители:

При помощи фланцев соединяются не только трубы между собой, но и производится монтаж труб к другим конструкциям. Например, к емкости, на патрубок которой установлен фланец или чтобы произвести стыковку изделий из разного материала.

Соединительные детали изготавливают из:

  1. Ковкого чугуна. Фланцы отливаются. Допустимое давление 4МПа. Допустимая температура жидкости от -30 0 до +400 0
  2. Стали. Литые соединительные детали с допустимым давлением 20МПа и рабочей температурой от -250 0 до +600 0 . Применяются для монтажа изделий из разного материала.
  3. Стали. Приварные фланцы. Предназначены, для труб с небольшим давлением 2,5 МПа.
  4. Чугун серый. Литые фланцы используются, для труб с максимальным рабочим давлением 16МПа. Допускается транспортировка жидкости температурой от -15 0 до +300 0 .

Внимание! Стальные фланцы отливаются из легированной, углеродистой и нержавеющей стали.

Также выпускаются полипропиленовые фланцы, для монтажа пластикового трубопровода с незначительным давлением:

  • Проходные – соединительные фланцы для труб
  • Глухие – предназначены для установки в тупиковых ветках трубопровода.

Для того, чтобы соединить две детали потребуется два одинаковых фланцы, которые плотно прикреплены к срезу трубы.

Присоединяются фланцы двумя способами:

  • Сажаются на резьбу. Такой вид установки соединительного элемента применим только для безнапорной магистрали.
  • Крепятся путем приваривания.

Фланцы предназначенные для одной стыковки называют ответными. Когда элементы установлены, производится их соединение и закрепление при помощи болтов или шпилек. Шпильки закреплять проще и быстрее, так как резьба с двух сторон и затягивать гайки можно сразу с обоих концов.

Как выбрать фланцы для стальных труб?

Условный проход соединительного элемента – внутреннее сечение трубы, для которой выбирается фланец. Обозначается Ду (мм).

Важно! Приварные фланцы имеют еще одну маркировку, в виде латинской буквы, которая дает характеристику внешнему размеру (диаметру) трубы.

Изделия с идентичным условным проходом, бывают разными:

  • Отличие в расстоянии между крепежными отверстиями
  • Разница в размере отверстий.

Обычно данный показатель называют рядностью. То есть, чтобы соединить две детали при помощи фланцев у них должен совпадать не только условный проход, но и быть одинаковая рядность.

Допустимый уровень максимального давления трубной магистрали

Показатель зависит от:

  • Материала изготовления
  • Есть или нет уплотнители, и из какого материала они сделаны
  • Геометрических размеров деталей
Читайте также:  Виды пластиковых труб

Диапазон рабочей температуры

Монтаж с нарушением этого показателя приведет к течи в месте стыковки. Рабочая температура и рабочее давление величины взаимосвязанные, допустимые показатели всегда указаны в документации приложенной к изделию.

Уплотнители (прокладки)

Выбор данного элемента делается на основании таких показателей, как химический состав транспортируемой жидкости и какая нагрузка на трубопровод.

Изготавливают уплотнители из:

  • Резины. Обладает высокой устойчивостью к агрессивным средам и температурам.
  • Паронит. Хорошо использовать при монтаже трубопровода транспортирующего жиросодержащие среды.
  • Фторопласт
  • Асбестовый картон

Фланцевое соединение. Технология работ

  1. Соединительные детали должны быть без механических повреждений. Недопустимо наличие сколов, трещин, глубоких царапин, вмятин и т.д.
  2. Отсутствие на поверхности изделия ржавчины
  3. Перед установкой проверить болты (шпильки) на наличие брака.
  4. Убедиться в качественной резьбе
  5. Установить прокладку
  6. Проверить, как легло уплотнительное кольцо

Если используются квадратные фланцы для монтажа, то болты устанавливаются и затягиваются по диагонали. Только при соблюдении всех этих правил, возможно сделать качественное герметичное соединение.

Внимание! Установка б/у прокладок запрещена.

Когда все проверено и готово, можно приступать к затяжке. Накручивание гаек выполняется следующим образом: Первый болт, вставляется в любое отверстие фланцевого соединения, затягивается не до конца. Аналогично ставится второй болт, четко напротив первого. Третий крепится перпендикулярно первому и второму. Четвертый устанавливается напротив третьего.

По такой схеме устанавливаются все болты или шпильки.

Важно. Сразу затягивать гайки нельзя, нарушится герметизация.

После установки всех болтов можно начать их постепенно затягивать по той же схеме, каждый раз делая несколько оборотов гайки.

Чтобы степень затяжки была одинаковая, можно использовать специальные инструменты:

  • Динамометрический ключ
  • Пневматический гайковерт
  • Натяжной механизм с гидроприводом

Через сутки после начала эксплуатации трубопровода, требуется подтянуть болты, так как часто в течении этого времени соединения ослабляются.

Важно! Если болты затягивать сильно, можно испортить резьбу, слабо или не равномерно магистраль даст течь.

Фланцевое соединение стальных труб: их плюсы и область применения

Фланцевое соединение стальных труб является очень распространенным методом. Фланец может иметь форму квадрата или круга. На нем равномерно расположены отверстия для шпилек и болтов. Такие детали применяют для создания высокопрочного и герметичного стыка узла на продолжительном участке трубопровода.

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:

  1. Не большая стоимость.
  2. Практичность.
  3. 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:

  1. Плоскость, обозначается – А.
  2. Впадина. Обозначается – F.
  3. Паз. Его обозначение это D и M.
  4. Для линзовых прокладок. Обозначения этого варианта – К.
  5. Выступ для соединения. С обозначением В.
  6. Выступ. Его обозначают – Е.
  7. Шип. Этот вид обозначают С и
  8. 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:

  1. зубчатыми;
  2. металлическими;
  3. графитовыми;
  4. 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.

Стальные привариваемые встык изделия предпочтительнее делать из поковки, штамповки, или бандажных заготовок. Для такой продукции ни в коем случае нельзя брать листовой прокат и использовать метод обточки.

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.

Читайте также:  Какими преимуществами и особенностями обладают трубы ППУ

Делая заявку на такой товар для стальных труб, следует знать, что его объем напрямую зависим от условного давления. Для более больших порогов давления на трубе нужно ставить конструкции с большими объемами.

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:

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

Такое связано с видом перегоняемой среды, со степенью ее агрессивного воздействия, и с давлением в трубе. Нельзя забывать о том, что порою давление может доходить до большого уровня, по этим причинам следует побеспокоиться о предотвращении прорывов и аварий.

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.

Мир водоснабжения и канализации

все для проектирования

Соединение полиэтиленовых труб со стальными

Фланцевый узел соединения полиэтиленовых труб со стальными трубами

Всем известен простой узел соединения полиэтиленовых труб со стальными с помощью фланцев.

В данной статье, я хотела бы обратить внимание, на диаметр соединительных элементов.

Был у меня проект по наружным сетям водоснабжения с большим диаметром трубопровода. И я не задумываясь заложила все фланцы по условному диаметру. Спустя время, мне пришло со стройки замечание от монтажников, о невозможности соединения трубопроводов согласно моему узлу. Я решила детально прочертить узел, и действительно обнаружила, что для трубопроводов большого диаметра фланце необходимо более внимательно подбирать и внимательно смотреть на размеры.

Рассмотрим для начало стандартный узел соединения, который актуален для небольших диаметров трубопроводов (до 160мм).

Для примера предлагаю посмотреть узел для полиэтиленовой трубы диаметром 160мм. Данный диаметр наиболее часто встречается в проектах.

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 160мм со стальной трубой диаметром 159х5мм.

Согласно чертежа, соединение состоит:

  • из стального приварного фланца диаметром Ду150мм (со стороны стальной трубы);
  • втулки под фланец диаметром 160мм (со стороны полиэтиленовой трубы);
  • свободного стального прижимного фланца (для соединения обоих фланцев)

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 500мм.

При соединении полиэтиленовой трубы диаметром Дн=450мм (Ду=400мм) со стальной с помощью стандартного соединения: фланец-втулка-фланец, мы получим стальную трубу диаметром Ду=500мм.

Согласно чертежа, соединение состоит:

  • из стального приварного фланца диаметром Ду500мм (со стороны стальной трубы);
  • втулки под фланец диаметром 450мм (со стороны полиэтиленовой трубы);
  • свободного стального прижимного фланца (для соединения обоих фланцев)

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 400мм.

При соединении полиэтиленовой трубы диаметром Дн=450мм (Ду=400мм) со стальной Ду=400мм с помощью соединения: фланец-втулка-фланец-переход .

Фланцевый узел соединения полиэтиленовой трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 350мм (300мм).

При использование полиэтиленового перехода. Можно соединить полиэтиленовую трубы диаметром 450мм со стальной трубой диаметром 350мм или 300мм (и другими более маленькими диаметрами).

Для других диаметров трубопроводов спецификацию соединительных элементов смотреть в таблице:

Диаметр

Дн,мм

Диаметр

Dу,мм

Диаметр фланца стального плоского

Dу,мм

Диаметр втулки под

Дн,мм

Диаметр фланца свободного стального прижимного для ПЭ труб PN16,

DN,мм

63Ду=50 (Д=57х4мм)506350
75Ду=65 (Д=76х5мм)657565
90Ду=80

(Д=89х5мм)

809080
110Ду=100

(Д=108х5мм)

100110100
125Ду=100

(Д=108х5мм)

100125100
160Ду=150

(Д=159х6мм)

150160150
200Ду=200

(Д=219х6мм)

200200200
225Ду=200

(Д=219х6мм)

200225200
250Ду=250

(Д=273х7мм)

250250250
315Ду=300

(Д=325х8мм)

300315300
355Ду=350

(Д=377х8мм)

350355350
400Ду=400

(Д=426х8мм)

400400400
450Ду=500

(Д=530х8мм)

500450500
500Ду=500

(Д=530х8мм)

500500500
630Ду=600

(Д=630х8мм)

600630600

Список литературы:

  • ГОСТ 12820-80
  • ГОСТ 18599-2001
  • ГОСТ 10704-91

Удачного Вам проектирования! И хорошего рабочего дня!

Разновидности фланцевых соединений для труб

Системы трубопроводов должны иметь повышенную надёжность и долговечность, поэтому соединение элементов производят сваркой. Но иногда встречаются случаи, когда применение сварных соединений оказывается нереальным. Например, требуется монтаж фитингов и агрегатов, обеспечение разборных узлов и соединение труб из различных материалов (чугун со сталью, сталь с асбестоцементом, чугун с пластиком, пластик со сталью и т.п.), а также множество других технологических процессов. Для этих целей самым подходящим является фланцевое соединение, ведь конструктивно такой монтаж очень прост и предусматривает два фланца с прокладкой между ними и стяжку при помощи шпилек или болтов.

Действующие стандарты качества

Для стандартизации продукции существует несколько классификаций, которые работают во всем мире.

  • ГОСТ – стандарт качества, действующий в странах СНГ;
  • DIN – европейский стандарт;
  • ASME/ANSI – стандарт, действующий на территории Японии, США и Австралии.

Согласно приведённым классификациям, созданы таблицы с переводами по указанным значениям.

Материалы изготовления

Материалом для изготовления фланцев может служить:

  • сталь углеродистая;
  • легированная сталь;
  • ковкий и обычный чугун;
  • нержавеющая сталь;
  • полипропилен.

Важно знать! Фланцы из полипропилена появились недавно и нашли свое применение в системах, не имеющих большого давления, а также для стыковки пластиковых труб с металлическими.

Согласно ГОСТу, все фланцы имеют обозначение и разделяются на такие виды:

  • ГОСТ 12821-81 (воротниковые);
  • ГОСТ 12820-81 (плоские фланцы);
  • ГОСТ 28759-90 (аппаратные фланцы и для сосудов);
  • ГОСТ 12822-80 (фланцы на резьбовом соединении и приварном кольце);
  • ГОСТ 12836-80 (заглушки кольцевые).

В соответствии со стандартом фланцы имеют круглую форму, но допускаются и квадратные как минимум с четырьмя отверстиями под крепежные элементы. Также для таких фланцевых соединений трубопроводов действуют ограничения по максимально допустимому давлению в размере 4 МПа.

Применение фланцев и способ монтажа

Установка фланцевых соединений производится на трубопроводах, диаметр которых начинается от 32 мм. Монтаж стальных трубопроводов, применяемых для сточных вод или перекачки воздушных масс, осуществляют на овальных фланцах. На других, более ответственных, системах используются только круглые фланцевые соединения.

По способу монтажа все виды трубопроводов делятся на свободные и жесткие. Первые монтируются на резьбовых соединениях, и для повышения их надежности осуществляется уплотнение специальными материалами (фум-лента, пакля, локтит и т.п.), а также развальцовываются края. Жесткие же соединения крепятся при помощи сварки.

Обозначения, которые следует знать при выборе фланцев

Так как для труб и фланцев существуют свои конструктивные особенности, на них следует обратить внимание при выборе арматуры. Для правильной расшифровки обозначений на фланцах нужно знать следующие термины:

  • Ду (условный проход) – это обозначение указывает на внутренний диаметр, например, труб, фланцев, запорной арматуры и т.п.

Важно знать! Если внутренний диаметр плоских фланцев имеет размер 100, 125, 150, то к размеру добавляется аббревиатура А, Б, В, что указывает на разность внешнего диаметра.

  • Ряд – это межосевое расстояние между крепёжными отверстиями. Существует два типоразмера для любого приварного фланца – ряд «1» и ряд «2» (является типоразмером по умолчанию, в случае отсутствия обозначений).
  • Условное давление – это давление в системе, при котором обеспечивается полноценная работоспособность трубопроводов, без протечек и разрывов. В зависимости от типоразмера и материала фланцев показатели по номинальному давлению будут разниться.

Совет! При выборе следует учитывать не только диаметр труб, но и допустимое давление в системе. Также нужно учитывать, что размерности по давлению могут указываться в МПа (Па), Бар, Атм или кгс/см 2 (м 2 ).

Из чего состоит и как монтируется фланцевое соединение?

В комплект одного соединения входит два фланца одного типоразмера в соответствии с размером стальных труб, прокладка, а также комплект болтов или же шпилек с шайбами и гайками. Иногда под болты устанавливаются изолирующие втулки, чтобы предотвратить попадания блуждающих токов на аппаратуру, ведь они могут привести к их поломке.

Для соединения могут использоваться:

  • Болты с шестигранными головками и соответствующие им гайки. Такой вид соединений применяется на трубопроводах с давлением не более 2,5 МПа и рабочей температурой до 3000 градусов Цельсия.
  • Шпильки с шестигранными гайками и шайбы. Следует применять для трубопроводов с рабочим давлением 4 МПа и выше, а также температурой более 3000°C и менее 400°C. Преимуществом такого крепления является более равномерная затяжка элементов конструкции и монтаж в труднодоступных местах.

Герметизация фланцевого соединения

Чтобы фланцевое соединение было герметичным и надёжным, обязательно должна присутствовать прокладка, соответствующая типоразмеру фланцев.

В соответствии с применяемой средой, давлением и температурой труб для прокладки могут использоваться следующие материалы:

  • Масло- или бензостойкая резина – МБ (7338-77);
  • Теплоустойчивая резина – Т(7338-77);
  • Мало- и бензостойкий паронит – ПМБ(481-80);
  • Щелоче- и кислотостойкая резина – КЩ (7338-77);
  • Асбестокартон;
  • Паронит для общего использования – ПОН(481-80);
  • Фторопласт.

Подготовка фланцев для монтажа и стяжки

Монтаж стальных фланцев на трубопроводы начинается с подготовки всех элементов конструкции, а именно с удаления:

  • старого лакокрасочного покрытия;
  • масляных загрязнений;
  • любого вида ржавчины;
  • окалин или заусенец с резьбы.

Еще одним важным моментом является вырезание и подгонка прокладки по размеру фланцев.

Процесс затяжки и последовательность действий

После того как фланцы приварены, и между ними установлена прокладка, следует убедиться, что она не мешает установке стяжных болтов или шпилек.

Чтобы обеспечить равномерную стяжку труб, все болты закручиваются до небольшого усилия. Затем затягивается первый болт, а вторым после него будет противоположный к нему и т.д. Метод затяжки называется «крест-накрест» – это обеспечит максимальную равномерность уплотнения прокладки и предотвратит чрезмерное напряжений труб.

Инструмент, требуемый для монтажа фланцев и их соединения

Монтаж фланцев для стальных трубопроводов осуществляют следующим набором инструментов:

  • Болгарка с кругом для зачистки и отрезания;
  • Сварочный аппарат требуемой мощности;
  • Перфоратор;
  • Набор накидных ключей для затяжки труб. Лучшим вариантом станет динамометрический ключ или пневмогайковерт.

Важно! Помимо инструмента требуются расходники: сверла, щетки, смазочные и лакокрасочные материалы, коронки и т.п. Все зависит от условий монтажа, сложности конструкции и опасности при работах.

Практического применения фланцевого типа соединения трубопроводов в быту нет, данная технология используется на предприятиях и заводах. В связи с этим все узлы конструкций проходят жесткую проверку согласно всем нормативным актам.

Несмотря на всю простоту установки фланцевых соединений на системы трубопроводов, работу по монтажу должны осуществлять только специально обученные бригады слесарей. А в системах с повышенной опасностью (газопроводах, водопроводах и для других трубопроводов с высоким давлением) весь процесс установки или ремонта обязательно происходит под контролем инженера.

Соединение труб с помощью фланцев

На основании ГОСТИ 24856-2014 под фланцем понимается компонент арматуры, которые применяется для ее соединения с трубами или разными агрегатами. В основном фланцы производят в форме кольца плоской формы, с уплотнительной поверхностью, а также отверстиями под крепежи. В упомянутом ГОСТе сказано о том, что существует несколько видов фланцев: фланец для приварки встык, плоский фланец, а также фланец на резьбе.

Трубопроводы, которые оснащены фланцами, называются фланцевыми. Патрубок, который обеспечивает фланцевое подключение к трубе, именуется патрубком фланцевым. Хотя тот или иной метод подключения трубопроводной арматуры приближен к оптимальному своему сочетанию условий (рабочие параметры трубопроводы, материалы), область применения может повлиять на тип присоединения. Тут можно говорить о некой технологической конкуренции разных состыковок арматуры. Допустим, в процессе создания систем трубопроводов, для передачи газа, арматуре фланцевого типа прямо «противопоставляется» приварная арматура.

Как и прочее фланцевое соединение арматуры, вместе с очевидными преимуществами имеет определенные недостатки. В случае с фланцевой арматурой наблюдается перевес в пользу преимуществ. Примечательно, что именно фланцевые соединения зачастую применяются проектировщиками. И это не случайно, ведь качество подобного соединения намного лучше, чем у других типов соединений.

Степень герметичности соединений

Самое главное требование, которое предъявляется к соединению трубопровода с арматурой – это герметичность. Стоит отметить, что утрата герметизации соединений фланцев происходит не по причине объективных изъянов, а по причине несвоевременного и халатного обслуживания. Чтобы соединения на трубопроводе всегда были герметичными, важно регулярно подтягивать фиксаторы фланцев. Разумеется, нельзя забывать о прокладках.

Надежность, возможность многократной установки, применение при различных температурных режимах – все это и не только относится к преимуществам рассматриваемого соединения. С его помощью можно состыковывать трубопроводы практически любого диаметра (от 10 до 1800 мм).

Заметим, что огромное количество разновидностей фланцев не вводит в растерянность специалистов. Наоборот, они имеют множество возможностей для создания качественных соединений. Разные варианты исполнения, стандартные изделия, общие технические требования позволяют выполнять работы на высшем уровне.

Сегодня в России действует стандарт ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединения с номинальным давлением до PN250. Размеры, конструкции, общие технические требования. Этот документ заменяет ГОСТы, которые применялись раньше.

В частности, в ГОСТ 33259-2015 приводится 6 типов фланцев. Четыре первых наименования имеют следующее название: стальной, плоский фланец.

Что касается стальных плоских фланцев под приварку, то их одевают на трубу, а потом к ней приваривают.

Свободные фланцы характеризуются тем, что диаметр на внутреннем сечении у них больше, чем на трубе в наружном диаметре. Следовательно, легко выполняется приварка к трубопроводу, а значит, монтаж становится легким.

Плоский фланец из стали на приварном кольце, кроме собственно фланца имеет кольцо, которое совпадает с фланцем по размеру условного диаметра. Посредством сварки можно зафиксировать не только кольцо, но и оставить фланец свободным. Такой способ фиксации полезен при установке фланцевых соединений в местах, куда добраться очень трудно, при потребности в частой замене и ремонте арматуры.

Чтобы применять стальные, плоские фланцы свободного типа, на отбортовке нужно подготавливать конец трубы. Его деформируют до появления плоской, упорной поверхности. Данные фланцы лучше всего использовать на трубопроводах, составленных из цветных металлов.

Когда устанавливаются стальные, плоские фланцы свободного типа на хомуте, под приварку вместо замкнутого кольца ставят хомут.

Стальной приварной фланец встык соединяется с помощью одного сварочного шва, который соединяет встык торец трубы с воротником фланца. Внутренний диаметр у него точно такой, как и у трубы.

На основании ГОСТ 33259-2015, для типов 01,02, 11 и 21 предусмотрено 2 ряда размеров. Предпочтительным считается первый ряд.

Уплотнительная поверхность

Один из важных конструктивных элементов фланца – это уплотнительная поверхность. На основании ГОСТ 33259-2015, было принято 10 исполнений с подробным указанием размеров.

Если говорить об оптимальной форме фланцев, то предпочтительной считается круглая форма. Намного реже встречаются фланцы прочих форм. Тем не менее, в нормативах указано, что можно выпускать фланцы даже с квадратным сечением. На них выполняется минимум 4 отверстия для крепления. Примечательно, что в отверстиях на фланцах (для крепежей) могут выполнять резьбу.

Производство фланцев: технология и материалы

Обычно фланцы изготавливают из низколегированной, углеродистой стали, которая устойчива к коррозии. Если используется чугун, то применяются следующие марки: СЧ15, СЧ20, ковкий чугун КЧ30-6; чугун высокой прочности ВЧ 40 и ВЧ 45.

Что касается фланцев типа 01-04, то для их производства можно использовать листовой прокат. В том случае, когда швы по всему сечению соединены сваркой, то фланцы также можно изготавливать сварными. Однако для изделий типа 11 листовой металл не используется. Тут применяются штампованные заготовки или поковки.

Фланцы, которые выполнены методом горячей ковки металла, штамповкой, прокатом максимально отвечают современным эксплуатационным требованиям. Лучше всего, когда после горячей штамповки изделия проходят дополнительную термическую закалку.

Чугунные фланцы деформируются в меньшей степени. Однако обращаться с ними нужно бережно, если учесть, что чугун – материал хрупкий. Например, при затяжке креплений нужно соблюдать порог силы, чтобы не сломать чугун.

Крепежи

Трудно переоценить роль крепежных элементов во фланцах. С помощью шпилек или болтов нужно соединять элементы, которые будут подвержены высоким нагрузкам. Обычно крепежи выполняют с того же металла, что и фланец.

При выполнении отверстий для крепежей на фланцах, нужно соблюдать симметрию в плане вертикальной и горизонтальной оси. Обычно крепежи поставляют в комплекте вместе с фланцем. Только так можно получить гарантию совместимости деталей.

Прокладки на соединениях

Когда подбирается прокладка для фланцевого соединения, обязательно нужно учесть характер среды, с которой будет работать трубопровод. Также во внимание принимаются следующие параметры: температура, давление, окружающая среда. Уплотнение фланцев может быть подвижным или неподвижным. В зависимости от того применяют легкоплавкие уплотнители, паронит, резину, прочие материалы. Что касается фланцев плоского исполнения, то их герметизируют с помощью гофрированных или металлических прокладок, которые имеют мягкую набивку.

Очень важным параметром при соединении фланца с трубопроводом является усилие, с которым сжимается прокладка. Как правило, оно измеряется в сотнях килоньютонов.

Если говорить о том, какие размеры имеют прокладки, то отметим, что они призваны обеспечить сборку узла с учетом поверхностей, которые занимает собственно уплотнитель. Когда выполняется центрирование всего узла, не должно быть выдавливания прокладки. Чтобы уплотнительная прокладка лучше зафиксировалась на фланце, могут применяться дополнительные конструктивные элементы фланца. В частности, шип и паз на двух поверхностях, противолежащих друг другу, может быть некий замок. Он не только защищает прокладку, но и увеличивает степень герметизации соединения.

Ссылка на основную публикацию