Крепление фланцев: виды соединений, как выполнить

Системы трубопроводов представлены сочетанием труб, которые соединяются между собой при применении различных технологий. Примером можно назвать фланцы, встречающиеся в промышленности. Фланцевые соединения характеризуются достаточно большим количеством различных особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Применяемые стандарты качества

 

При производстве фланцев должны учитываться стандарты качества. Они исключают вероятность того, что при эксплуатации устройство не будет обладать требующимися эксплуатационными характеристиками. Производители применяют следующие стандарты:

  1. ГОСТ учитывается производителями, которые налаживают свою деятельность на территории СНГ.
  2. В Европе учитывается стандарт DIN.
  3. На территории США, Японии и Австралии применяется стандарт ASME/ANSI.

Стоит учитывать, что на основе рассматриваемой классификации созданы таблицы, позволяющие переводить основные параметры.

Классификация по применяемым материалам

Основная часть конструкции может производится при применении самых различных материалов. Чаще всего они следующие:

  1. Легированная сталь сегодня получила весьма широкое распространение, так как за счет добавления определенных химических элементов достигаются требуемые эксплуатационные характеристики.
  2. Сталь углеродистая применяется на протяжении длительного периода. Она характеризуется повышенной прочностью, но при этом воздействие воды может привести к появлению коррозии.
  3. Ковкий и обычный чугун применяются при производстве различных соединительных элементов. Этот материал может выдерживать воздействие повышенной влажности и различных химических веществ.
  4. Полипропилен при применении особой технологии производства также обладает качествами, которые позволяют его применять для получения фланца.

Довольно важным моментом назовем то, что фланцы из полипропилена появились в продаже относительно недавно. Они подходят для создания трубопровода, который имеет небольшой диаметр и давление относительно невысокое. Для ответственных систем требуется устройство, изготавливаемое из стали или других более прочных сплавов.

Классификация по конструктивным признакам

В продаже встречаются самые различные варианты исполнения фланцев. Производители из стран СНГ при классификации применяют ГОСТ, согласно которому выделяют следующие фланцы:

  1. Воротниковые.
  2. Аппаратные и для сосудов.
  3. Плоские варианты исполнения.
  4. Фланцы на резьбовое соединение.
  5. Заглушки кольцевого типа.

В большинстве случаев форма корпуса круглая, но есть и квадратные варианты исполнения. Крепления двух половинок проводится при применении различных крепежных элементов. Ограничение по давлению в системе составляет 4 Мпа, но есть варианты исполнения, рассчитанные на большую нагрузку.

Фланец состоит из нескольких основных элементов. Классическая конструкция представлена:

  1. Корпусом, который состоит из двух элементов.
  2. Для соединения применяются болты, гайки, шпильки и другие соединительные элементы.
  3. Степень изоляции повышается за счет применения специальной прокладки, которая размещается между двумя элементами корпуса.

В зависимости от особенностей конкретной модели фланца соединение может проводится различным количеством соединительных элементов. С увеличением количества отверстий повышается и прочность соединения, так как нагрузка распределяется равномерно.
Для соединения отдельных элементов корпуса могут применяться различные крепежные элементы:

  1. Болты с шестигранными головками и наиболее подходящими гайками. Подобный тип соединения подходит для системы, в которой среда подается под давлением до 2,5 МПа. Рабочая среда может иметь температуру до 3000 градусов Цельсия.
  2. Шпильки с шестигранными головкам и шайбами. Этот соединительный элемент подходит для системы с давлением до 4 МПа. При этом температура среды может быть не более 3000 градусов Цельсия. Преимуществом подобного варианта исполнения назовем равномерность распределения нагрузки.

При изготовлении соединительных элементов применяется сталь с высокой коррозионной стойкостью. При этом уделяется внимание жаропрочности.

Особенности применения и монтажа

Установка фланцевого соединения проводится в случае, когда диаметр трубопровода более 32 мм. Прямоугольные варианты исполнения подходят только для систем, которые транспортируют среду под небольшим давлением. В остальных случаях может применяться фланец только круглой формы. Особенности выполнения монтажных работ следующие:

  1. Для начала проводится осмотр состояния трубопровода, к которому подключается фланец. Не рекомендуется проводить работу при наличии серьезных дефектов. Кроме этого, с поверхности должны быть удалены все вещества: лакокрасочное покрытие, ржавчина, масляные загрязнения и другие.
  2. Подключение конструкции проводится при применении различных технологий. Довольно часто проводится подсоединение при помощи сварки, так как качественный шов может выдержать воздействие большой нагрузки.
  3. Проводить работы должен исключительно профессионал, который имеет соответствующую подготовку и оборудование.
  4. При соединении двух частей корпуса уделяется внимание тому, чтобы болты были равномерно зажаты. Это связано с тем, что при неравномерном распределении нагрузки может появится течь. Для повышения изоляции используется специальная прокладка, изготавливаемая из износостойких материалов.

В большинстве случаев установка фланца проводится при создании трубопровода промышленного предназначения. Это связано с тем, что в ней среда может подаваться под большим давлением.

Для проведения работы требуются определенные инструменты. Классический набор представлен сочетанием:

  1. Болгарки с кругом для очистки поверхности и проведения отрезных работ.
  2. Сварочный аппарат электрического типа.
  3. Перфоратор.
  4. Специальный набор накидных ключей, которые применяются для затяжки соединительных элементов. Рекомендуется применять динамометрический ключ, основным элементом является измерительная часть, определяющая передаваемую силу.

Кроме основных инструментов потребуются расходные материалы. Примером можно назвать щетки, сверла или специальные коронки. При отсутствии требуемого инструмента провести работу не получится.

Основные параметры

 

При выборе фланца учитывается достаточно большое количество различных параметров. Основными можно назвать:

  1. Ду – показатель условного прохода. Он применяется для определения внутреннего диаметра. Подобный показатель определяет пропускную способность. На разность внешнего диаметра могут указывать различные буквы.
  2. Ряд – межосевое расстояние между отдельными крепежными элементами. Стоит учитывать также диаметральный размер. С увеличением показателя соединение становится более прочным и надежным.
  3. Условное давление – это допустимое давление в системе, при которой система может работать без протечек и разрыва. Стоит учитывать, что показатель номинального давления может зависеть от типа применяемого материала при изготовлении корпуса.

Многие из них указываются при проведении маркировки. При выборе уделяется внимание условному проходу и номинальному давлению.

Особенности герметизации

 

Как ранее было отмечено, повысить степень герметизации соединения можно при применении специальной прокладки. При ее изготовлении могут применяться следующие материалы:

  1. Теплоустойчивая резина.
  2. Маслостойкая резина, которая также может выдерживать воздействие других продуктов нефтеперерабатывающей промышленности.
  3. Резина, характеризующаяся высокой устойчивостью к воздействию щелочи и кислоты.
  4. Асбестокартон сегодня также получил весьма широкое распространение.
  5. Фторопласт сегодня применяется при производстве самых различных уплотнительных элементов. Материал характеризуется высокой механической устойчивостью.

Установка прокладки должна проводится исключительно с соблюдением основных рекомендаций, так как допущенные ошибки могут привести к повреждению материала.
В заключение отметим, что фланцы должны время от времени обслуживаться. Как правило, проводится периодическая проверка степени затяжки основных крепежных элементов.