Для начала, краткое введение в понятие фланцев.
Фланцы труб, а также их прокладки и крепежные элементы в совокупности называются фланцевыми соединениями.
1. Применение: Фланцевые соединения являются очень распространенным и широко используемым компонентом в инженерном проектировании. Они являются неотъемлемой частью трубопроводов, фитингов и клапанов, а также необходимым элементом оборудования и его частей (например, люков, смотровых стекол, уровнемеров и т. д.). Кроме того, фланцевые соединения часто используются в других областях, таких как промышленные печи, теплотехника, водоснабжение и водоотведение, отопление и вентиляция, автоматизация и т. д.
2. Материал: кованая сталь, углеродистая сталь WCB, нержавеющая сталь, 316L, 316, 304L, 304, 321, хромомолибденовая сталь, хромомолибденованадиевая сталь, молибден-титан, резиновая футеровка, фторсодержащий футеровочный материал.
3. Классификация: плоский сварной фланец, фланцевое соединение с горловиной, фланцевое соединение встык, кольцевой соединительный фланец, раструбный фланец, глухая пластина и т. д.
4. Стандарты внедрения: серия GB (национальный стандарт), серия JB (Министерство машиностроения), серия HG (Министерство химической промышленности), ASME B16.5 (американский стандарт), BS4504 (британский стандарт), DIN (немецкий стандарт), JIS (японский стандарт).
5. Международная система стандартов для трубных фланцев:
В мире существует две основные системы стандартов для трубных фланцев.
Европейская система трубных фланцев, представленная немецким стандартом DIN (включая бывший Советский Союз).
Американская система трубных фланцев представлена американским стандартом ANSI для трубных фланцев.
Во-вторых, 12 типов фланцев и их характеристики.
1. Плоский сварной фланец: Плоский сварной фланец (химический стандарт HG20592, национальный стандарт GB/T9119, механический стандарт JB/T81).
Преимущества: удобство приобретения материалов, простота изготовления, низкая стоимость и широкое применение.
Недостатки: низкая жесткость, поэтому его не следует использовать в трубопроводных системах химических процессов с регулированием подачи и потребления, в условиях воздействия легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ, высокого вакуума, а также в условиях высоких и крайне опасных нагрузок. Типы уплотнительных поверхностей: плоские и выпуклые.
2. Плоский сварной фланец с горловиной: Плоский сварной фланец с горловиной относится к системе национальных стандартов на фланцы, является одним из проявлений национальных стандартов на фланцы (также известных как фланцы GB) и одним из наиболее часто используемых фланцев на оборудовании или трубопроводах.
Преимущества: Удобен для монтажа на месте, и позволяет избежать процесса притирки и шлифовки сварного шва.
Недостатки: Высота шейки плоского сварного фланца с шейкой относительно невелика, что повышает жесткость и несущую способность фланца. По сравнению со сварным фланцем встык, он имеет большую сварочную нагрузку, высокий расход сварочного электрода и не выдерживает высоких температур и давления, многократных изгибов и перепадов температуры.
3. Фланец для стыковой сварки с горловиной: Формы уплотнительной поверхности фланца для стыковой сварки с горловиной: выступающая поверхность (RF), вогнутая поверхность (FM), выпуклая поверхность (M), шиповая поверхность (T), канавочная поверхность (G), сплошная плоскость (FF).
Преимущества: Соединение не подвержено деформации, обладает хорошим герметизирующим эффектом и широко применяется. Подходит для трубопроводов с большими колебаниями температуры или давления, а также для трубопроводов с высокими температурами, высоким давлением и низкими температурами. Также используется для трубопроводов, транспортирующих дорогостоящие среды, легковоспламеняющиеся и взрывоопасные среды, а также токсичные газы.
Недостатки: Фланцы для стыковой сварки имеют большие размеры, тяжелый вес, высокую стоимость, сложны в установке и позиционировании, поэтому они более подвержены ударам во время транспортировки.
4. Цельнофланцевое соединение: Цельнофланцевое соединение — это способ фланцевого соединения. Это также тип фланца для стыковой сварки стальных труб. Материалы, из которых изготавливаются фланцы, включают углеродистую сталь, нержавеющую сталь, легированную сталь и т. д. В различных национальных стандартах для обозначения цельнофланцевых соединений используется аббревиатура IF. Они в основном используются в трубопроводах с высоким давлением, а процесс производства, как правило, осуществляется методом литья. В обозначении типа фланца аббревиатура «IF» обозначает тип цельнофланцевого соединения. Обычно это фланцевое соединение с выступающей поверхностью (RF). Если фланцевое соединение используется в условиях работы с легковоспламеняющимися, взрывоопасными, высокими и чрезвычайно опасными средами, помимо выступающей поверхности можно выбрать уплотнительную поверхность с выпуклой и вогнутой поверхностью (MFM) и пазово-шиповой поверхностью (TG).
5. Фланец для сварки встык: Фланец для сварки встык — это фланец, который приваривается к стальной трубе с одного конца и крепится болтами с другого.
Форма уплотнительной поверхности: выступающая поверхность (RF), вогнутая и выпуклая поверхность (MFM), поверхность типа «шип-паз» (TG), поверхность кольцевого соединения (RJ).
Область применения: котлы, сосуды под давлением, нефтяная, химическая, судостроительная, фармацевтическая, металлургическая, машиностроительная, пищевая и другие отрасли промышленности. Обычно используется в трубопроводах с давлением PN≤10,0 МПа и диаметром DN≤40.
6. Резьбовой фланец: Резьбовой фланец — это несварной фланец, внутреннее отверстие которого имеет резьбу, и соединяется с резьбовой стальной трубой.
Преимущества: По сравнению с плоскими сварными фланцами или фланцами для стыковой сварки, резьбовые фланцы проще в установке и обслуживании и могут использоваться на трубопроводах, где сварка на месте не допускается. Фланцы из легированной стали обладают достаточной прочностью, но их трудно сваривать или они имеют плохие сварочные характеристики, поэтому можно выбрать и резьбовые фланцы.
Недостатки: В условиях резких перепадов температуры трубопровода или при температурах выше 260℃ и ниже -45℃ рекомендуется не использовать резьбовые фланцы во избежание утечек.
7. Свободносъемный фланцевый соединитель для стыковой сварки: Свободносъемный фланцевый соединитель для стыковой сварки — это подвижный фланец, который обычно используется в качестве принадлежностей для водоснабжения и водоотведения. При выходе с завода на каждом конце компенсатора имеется фланец, который напрямую соединяется с трубопроводами и оборудованием в проекте с помощью болтов.
Функция: Цель использования свободно сварного кольцевого фланца, как правило, заключается в экономии материалов. Его конструкция состоит из двух частей. Один конец стальной трубы соединяется с трубопроводом, а другой конец образует свободно сварное кольцо. Фланец изготавливается из низкосортных материалов, в то время как стальная труба изготовлена из того же материала, что и трубопровод, что и позволяет экономить материалы.
Преимущества: Экономия затрат. Когда материал труб особый и дорогой, стоимость сварки фланцев из того же материала высока. Сварка или обработка таких фланцев неудобны, или требуется высокая прочность, например, в случае пластиковых или стекловолоконных труб. Удобство в строительстве, например, при соединении отверстий для болтов фланца, когда выравнивание или предотвращение изменения отверстий для болтов фланца при последующей замене оборудования затруднительны.
Недостатки: низкая устойчивость к давлению и низкая прочность сварочного кольца (особенно при толщине менее 3 мм).
8. Плоский сварной кольцевой фланец: Плоский сварной кольцевой фланец — это подвижный фланец, который напрямую соединяется с трубопроводом и оборудованием в проекте с помощью болтов. Цель использования плоского сварного кольцевого фланца, как правило, заключается в экономии материалов. Его конструкция состоит из двух частей. Один конец стальной трубы соединяется с трубопроводом, а другой конец выполнен в виде фланца, на который надевается втулка.
Преимущества: Удобство сварки или обработки, а также при необходимости высокой прочности, например, для пластиковых труб, стекловолоконных труб и т. д. Удобство в строительстве, например, совпадение отверстий для болтов фланца при соединении, что облегчает выравнивание или предотвращает изменение отверстий для болтов фланца при замене оборудования в будущем. Экономия средств при высоких ценах. При использовании специального материала трубы стоимость сварки фланцев из того же материала высока.
Недостатки: низкая устойчивость к давлению. Низкая прочность сварочного кольца (особенно при толщине менее 3 мм).
9. Крышка фланца: также известная как глухой фланец, глухая пластина, представляет собой фланец без отверстия посередине, используемый для герметизации заглушки трубы. Ее функция аналогична функции приварной головки и резьбовой заглушки, за исключением того, что глухой фланец и резьбовая заглушка могут быть сняты в любое время, в отличие от приварной головки.
Уплотнительные поверхности крышки фланца: плоская поверхность (FF), выступающая поверхность (RF), вогнутая и выпуклая поверхность (MFM), поверхность типа «паз и выступ» (TG), поверхность кольцевого соединения (RJ).
10. Футерованная фланцевая крышка: Футерованная фланцевая крышка представляет собой глухой фланец, сторона которого, прилегающая к рабочей среде, приварена целиком из нержавеющей стали. Футерованная фланцевая крышка используется в качестве заглушки на трубопроводах, работающих с агрессивными средами. Отличие от обычной фланцевой крышки заключается в том, что на контактную с рабочей средой поверхность нанесено антикоррозионное покрытие.
11. Американский стандартный плоский приварной фланец с горловиной: Плоский приварной фланец с горловиной соединяется с концом трубы и является, главным образом, частью, соединяющей стальные трубы. На плоском приварном фланце с горловиной имеются отверстия, через которые можно закрепить болтами для плотного соединения двух фланцев, а фланцы герметизируются прокладками. Прокладка располагается между уплотнительными поверхностями двух фланцев. После затяжки гайки поверхность прокладки деформируется при достижении определенного значения удельного давления и заполняет неровности на уплотнительной поверхности, обеспечивая герметичное и непротекающее соединение. Фланцевое соединение является разборным и может быть разделено на контейнерный фланец и трубный фланец в зависимости от соединяемых частей. Плоский приварной фланец с горловиной подходит для соединения стальных трубопроводов с номинальным давлением не более 2,5 МПа. Плоский приварной фланец с горловиной используется для стыковой сварки фланца и стальной трубы. Он обладает разумной конструкцией, высокой прочностью и жесткостью, выдерживает высокие температуры и высокое давление, многократные изгибы и перепады температур, а также обеспечивает надежное уплотнение. Плоский сварной фланец с горловиной, рассчитанный на номинальное давление от 0,25 до 2,5 МПа, имеет вогнутую и выпуклую уплотнительную поверхность.
12. Американский стандартный фланцевый соединитель для стыковой сварки с горловиной: Американский стандартный фланец — это деталь, соединяющая стальные трубы и подсоединяющаяся к торцу трубы. Американский стандартный фланцевый соединитель для стыковой сварки изготавливается методом ковки и литья. Американский стандартный фланцевый соединитель для стыковой сварки может быть разделен на американский стандартный фланцевый соединитель с горловиной и американский стандартный фланцевый соединитель без горловины в зависимости от наличия горловины. Американский стандартный фланцевый соединитель состоит из двух фланцевых пластин и фланцевой прокладки, которые скрепляются болтами для завершения соединения. На американском стандартном фланце имеются отверстия, болты обеспечивают плотное соединение двух фланцев, а фланцы герметизируются прокладками.
Дата публикации: 15 октября 2024 г.