Фланцы универсальные: виды устройство, монтаж

Фланцы обжимные, как и другие универсальные модели, относятся к категории  соединительных конструкций, которые часто применяются при проведении ремонтных, монтажных работ и подключении различной арматуры фланцевой. Таким образом, удалось избежать необходимости применения сварочных швов. Универсальность такой арматуры очевидна, ведь использование фитингов говорит о крайней надежности используемых элементов и к тому же они дают возможность осуществлять соединение труб, изготовленных из самых разных материалов (полимеров, асбестоцемента, стали и чугуна).

Особенности и назначение соединений

Этот элемент представляет собой стальную плоскую пластину, которая по форме напоминает кольцо (прямоугольник и квадрат применяются куда реже). В его средней части имеется небольшое отверстие, которое используется под вставку торцевого элемента трубы. По ее контуру имеется несколько равноудаленных отверстий под шпили или болты, которые крепятся посредством гаек. Соединения фланцевые являются наиболее эффективной альтернативой привычным всем муфтовым и сварным стыковкам. При проведении установки торцевая часть трубы будет привариваться к отверстию (пропускному) фланца, после чего используемые пластины между собой стягиваются.

 

Высокого показателя герметичности удалось добиться путем использования специальных уплотнительных прокладок, которые изготавливаются из фторопласта или резины. Обтюраторы также используются, однако реже. Представлены они в виде стальных заглушек, которые помещаются между фланцами. С их помощью можно осуществить перекрытие выбранного участка трубопровода перед непосредственным проведением необходимых ремонтных работ. Такой тип соединений также применяется для соединения системы трубопроводов вместе со специализированными устройства и емкостями технологическими – теплообменниками. В таком случае на концах труб помещаются фланцы, к которым осуществляется присоединение заборного патрубка выбранного оборудования.
Основываясь на функциональных особенностях, фланцевые соединения могут использоваться:

1. Для осуществления подключения к системе оборудования и сосудов, которые регламентируются ГОСТ – №28-759.
2. При осуществлении стыковки труб и монтажа регулирующей запорной арматуры. Участок способен выдержать давление в 0,1-20 МПа. Все данные регламентируются ГОСТ – №12-815.

Необходимый расчет показателей соединений фланцевого типа должен осуществляться согласно действующей инструкции, которая действует с 1989 года.

Разновидности соединений

Разновидности стальных деталей труб будут выглядеть следующим образом:

1. «01» – плоские. Представлены в виде плоских деталей приварного типа. Монтируются на участках магистралей при наличии условного прохода 240см (не больше). Способны выдержать нагрузку в 25 кгс/см2. Деталь этого типа надевается на саму трубу, и крепится строго по ее окружности при помощи нескольких сварных швов. Часто применяется в пищевой, нефтяной, химической и металлургической промышленности.
2. Свободного типа.
3. «02» – с применением приварного кольца. Состоять будет из нескольких элементов: кольца, оснащенного сквозным отверстием и специальным диском. Для изготовления кольца может использоваться высококачественная сталь исходя из чертежей, относящихся к выбранному отраслевому стандарту. Показатель рабочего давления составит 2,5 МПа, однако диаметр труб не должен превышать отметку в 60 см. Для начала насаживается пластина, после уже звено, которое необходимо приварить к трубопрокату. Фланец же останется полностью неподвижным, что позволит без каких-либо сложностей состыковать отдельные участки трубы между собой. Принято использовать при осуществлении ремонта или проверке используемого оборудования. Для присоединения отдельных элементов, которые расположены на труднодоступных участках.
4. «03» – на отбортовке.
5. «04» – при использовании специального хомута под приварку.
6. «11» – воротникового типа. Имеет специфический выступ, по форме напоминающий усеченный конус. Монтаж осуществляется посредством сварки встык, таким образом полностью исключая возможность образования течи. С их помощью удается создать полностью герметичное соединение отдельных участков системы подводов к резервуарам, аппаратам и сосудам. Показатель рабочего давления составит 250 кгс/см2. У основания детали воротник минимизирует имеющееся напряжение, тем самым передавая усилия на трубу. Номинальное сечение используемой трубы составит 400 см.
7. «21» – стальные литые, являются неотъемлемым элементом металлоконструкции. Деталь литая стальная относится к важным элементам самой арматуры. Для ее изготовления используется ковкий чугун или сталь, исходя из требований технической документации. Способен выдержать нагрузки в 25 МПа.

Но такие конструкции имеют немалый вес, по сравнению со своими стальными аналогами. Однако деформации подвержены меньше, поэтому форму свою сохраняют несколько лучше.

Другие типы соединений

Основываясь на выбранном стандарте, все агрегаты отличаются между собой габаритами, механическими показателями, весом, маркировкой, присутствием или отсутствием резьбы, допусками, металлами. Однако сама по себе конструкция останется неизменной. Основные отличия будут заключаться в классификации применимых обозначения, которые содержатся в нормативных документах, которые устраняются при помощи специальных табличек с переводами. Также используются агрегаты, имеющие такие обозначения: DIN: e (rf), f, e-f, д, б, 7; ASME, ГОСТ №12-815. При помощи цифр и букв осуществляется обозначение исполнения элементов, их сечение, выступ соединения, паз, впадины и выступы. От поверхности изделия и его формы будет зависеть место последующего расположения кольца.

Разновидности соединений

Фланцевые соединения могут быть нескольких типов, в зависимости от конструктивных особенностей выбранной арматуры. Варианты могут быть следующими:

1. сквозные;
2. заглушки;
3. внахлест;
4. резьбовые;
5. с шейкой.

Отдельного внимания заслуживают используемые материалы, которые применяются при изготовлении элементов этого типа. Металлов может быть несколько, а сплавов еще больше. Если показатель рабочего давления позволяет, то использоваться может и алюминий. Однако для улучшения качества все же принято применять углеродистую сталь. В некоторых отраслях предпочтение отдается чугунным соединительным элементам конструкции.

Конструктивные особенности

Конструктивные особенности этих элементов будут разными для каждого из вида используемых моделей. Если рассматривать обычные типы соединений, то несколько схожих деталей найдется. Фланец же состоит из нескольких стандартных элементов. К основным принято относить шайбу. Изготавливают их на основе специальных заготовок, выбранного диаметра. В центре располагается достаточно крупное отверстие. Этот показатель зачастую равен диаметру самой трубы. Если выбранный образец имеет сечение в 5см, то диаметр шайбы, используемой для фланцев, будет соответствующей. Таким образом, их монтаж существенно упрощается, как и процесс подбора необходимых комплектующих.

Все шайбы, используемые при осуществлении соединения фланцевого типа, оснащены отверстиями, которые расположены по центру. Кроме центрального прохода, он также будет оборудован несколькими вспомогательными отверстиями для используемых фиксаторов, которые будут размещены строго по его окружности. Речь идет о шпильках и болтах, которые просовываются сквозь специальные отверстия, расположенные на фланцах, после чего затягиваются при помощи болтов. В некоторых случаях имеются небольшие выступы, которые используются для осуществления наружной фиксации на трубе части шайбы. Способ фиксации подбирается, основываясь на каждом конкретном случае.

Осуществление монтажа

 

Затяжка таких элементов, как фланцы, является ключевым моментом при осуществлении монтажа отдельных элементов магистрали трубопроводов. Для того, чтобы добиться оптимального показателя герметичности, необходимо сделать верный подбор каждого из элементов:

1. Подготовка всех комплектующих. Все поверхности фланцевых элементов очищаются и обезжириваются. Также необходимо проверить на предмет вмятин, впадин и царапин. Никаких признаков коррозии быть не должно, как и на используемых гайках и болтах. Заусеницы с резьбы удаляются вручную. Каждую гайку и болт следует прогнать по резьбе, если это возможно. Резьба смазывается. Прокладка устанавливается, но не по центру. Старые или ранее использованные прокладки применять не рекомендуется, однако если других вариантов нет, то следует использовать одновременно две штуки.
2. Последовательность. Правильную и натяжную фиксацию следует осуществить в правильной последовательности и без ошибок. Для начала слегка затягивается первый болт, после следует проделать тоже с расположенным на противоположной стороне болтом. После приступаем к тому болту, который расположен на четверть оборота (90°). Четвертый уже напротив третьего. Последовательность останется таковой до того момента, пока не будут закручены все болты. При закручивании следует придерживаться принципа – крест-накрест, как и при закручивании болтов на автомобильном колесе.
3. Затяжка. Для того, чтобы соединение было максимально герметичным, момент затяжки должен быть выбран правильно. Осуществляемое напряжение должно быть максимально равномерным и распространяться по всей поверхности фланца. В процессе затягивания будет присутствовать растягивающее усилие, при его избыточности, болт может оборваться.

Регулировка

 

Для осуществления регулирования используется различные методы затягивания:

1. с использованием ручного динамического ключа;
2. пневмогайковерта;
3. гидравлического динамометрического ключа;
4. гидравлического натяжного механизма.

Затяжка от руки используется крайне редко, и подобные манипуляции лучше доверить профессионалу. В зависимости от используемого метода, усилия должны прикладываться, основываясь исключительно на характеристиках используемого изделия. Момент затяжки может потеряться, и составит этот показатель порядка 10% в первые сутки после запуска оборудования. Это связано с возникновением усадки, вибрации и температурного режима. Спустя несколько дней все соединения вновь подтягиваются.