Руководство по монтажу фланцев

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.

Расчет режимов затяжки фланцевых шпилек и гаек

Расчет режимов затяжки шпилек. Единовременный режим затяжки шпилек представляет собой частный случай однообходного группового режима затяжки, при котором число групп шпилек n=1, т.е. все шпильки фланца нагружают одновременно. При однообходном режиме затяжки шпилек текущее усилие нагружения очередной группы шпилек (РД26-01-122-89)

, (5)

где Kz 1 — коэффициент разгрузки шпилек соответствующей группы; Qn — окончательная сила затяжки шпилек последней группы; n = m/i —число групп шпилек в затворе; m — число шпилек в затворе; i — число одновременно действующих нагружающих устройств (гидродомкратов); z —порядковый номер нагружаемой группыш пилек затвора. Окончательная сила Qn, приходящаяся на одну группу шпилек в конце процесса затяжки,

Qn = Q3/n, (6)

где Q3 — суммарная сила затяжки всех шпилек затвора.

Коэффициент относительной податливости уплотнительной прокладки

α=λ0 / λШ(Q), (7)

где

λ0 и λШ(Q) — осевые податливости уплотнительной прокладки и группы шпилек. Текущее значение силы нагружения одной шпильки соответствующей группы

Qz = Qz / i. (8)

Текущее значение силы нагружения одной шпильки первой группы Q’z=1 сравнивают с допускаемой нагрузкой на одну шпильку [Q’]; при этом должно соблюдаться условие

Q’z=1 ≤ [Q’] (9)

Допускаемую нагрузку на одну шпильку [Q’] принимают равной меньшему из двух значений:

1. из условия обеспечения прочности монтажного участка резьбы шпильки

[Q’] ≤ 0,8 σ20ТШFШ, (10)

где σ20ТШ — предел текучести материала шпильки при температуре 20°С; FШ -площадь поперечного сечения монтажного участка шпильки;

2. или по рабочему усилию нагружающего устройства (гидродомкрата)

[Q’] ≤ Qн.у.. (11)

Если не выполняется условие (9), то необходимо рассчитать пообходно-уравнительный режим затяжки шпилек, причем текущее значение усилия нагружения очередной группы шпилек при соответствующем обходе

, (12)

где [Q] — допустимая нагрузка на группу шпилек; N — порядковый номер обхода;

[Q] = i [Q’]. (13)

Необходимое число обходов

(14)

где Kz2 — коэффициент разгрузки шпилек при пообходно-уравнительном режиме затяжки.

↑ В начало

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.

Разновидности фланцев

Установленные стандарты предусматривают много разновидностей фланцев. Чаще всего типы фланцевых соединений подразделяют по следующим критериям:

• материал;
• тип контактной поверхности;
• конструктивное исполнение;
• высота выступа.

Соединительные детали изготавливают из серого и ковкого чугуна, углеродистой, нержавеющей, легированной стали, полипропилена.

Типы уплотнительной поверхности обозначают латинскими буквами и различают следующие:

• A – плоскость;
• B – соединительный выступ;
• F – впадина;
• E – выступ;
• D, M – паз;
• C, L – шип;
• K – под линзовую прокладку;
• J – под прокладку с овальным сечением.

Изделия с типом поверхности «шип» и «выступ» не являются широко распространенными. Их изготавливают только по специальным заказам.

По конструктивному исполнению фланцевые диски разделяют на:

• плоские;
• воротниковые;
• свободные на приварном кольце;
• для сосудов и аппаратов;
• заглушки.

Последними глушат концевые отверстия тупиковых труб или отсекают участки трубопровода, подлежащего ремонту. Кроме этого, выпускают четырехугольные соединители с четырьмя отверстиями под крепеж.

Высота выступа определяет давление, при котором гарантируется работа фланцевого соединения без повреждений. Для работы при давлении, находящемся в диапазоне от 1,03 до 2,07 МПа, достаточно высоты выступа 1,6 мм. Если максимальное давление составляет 2,76 – 20,68 МПа, то высота выступа должна быть 6,4 мм.

Крепятся фланцы одинаково, независимо от разновидностей соединителей.

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.

Мировая практика сборки соединений фланцев воротниковых часть III

Мировая практика сборки соединений фланцев воротниковых часть III

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.

Материал изготовления деталей соединений

Основной элемент, фланец, преимущественно производится из стали (углеродистой, низколегированной, нержавеющей) и чугуна (ковкого и серого типа). Менее часто используют полипропилен, титан, алюминий, бронзу, латунь. Использование полипропилена нашло распространение только в последние годы. Установка преимущественно производится для полимерных труб.

Особые требования предъявляются не только к материалу для изготовления фланцев, но и к уплотнительным элементам соединения. Прокладки обеспечивают герметичность. Для их изготовления применяют техническую резину с различными характеристиками: стойкую к кислотам, щелочам, маслам, бензинам, повышенным температурам. Тип прокладки и материал определяется назначением трубопровода и характеристиками соединения. Менее часто применяются материалы: поранит, фторопласт или асбестовый картон.

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.

Технология производства

При производстве фланцев используют несколько способов:

• Центробежное литье
• Штамповка или ковка
• Резка из листа стального проката с использованием лазерного инструмента.
• Горячая поковка из заготовок в виде прокатных колец.
• Полуручной способ с использованием станков ЧПУ или токарно-фрезерных полуавтоматов.

Наиболее производительным способом, часто используемым для выпуска серийной партии, является штамповка, осуществляемая в закрытых формах – штампах. Наименее затратным является способ резки деталей из листовой стали. Способ требует дополнительного ультразвукового контроля на отсутствие каверн.

В процессе изготовления деталей производятся регулярный контроль качества. От качества фланца зависит работоспособность магистралей, при выходе из строя которых или авариях пользователь будет нести существенные потери. Одним из основных тестов является проверка на механическую целостность и ровность поверхности.

В настоящее время закупается большое число импортного оборудования, адаптированного под международные стандарты. На предприятиях налажен выпуск фланцев «переходного типа», сочетающего параметры разных систем стандартизации.

Для защиты фланцевых соединений от воздействия агрессивных сред, фланцы покрывают специальными материалами, которые увеличивают срока эксплуатации. Поверхностный слой стали обрабатывается никелем, хромом, цинком и иными материалами, препятствующими преждевременному разрушению. Вид покрытия определяется заказчиком.

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.

Соединения полипропиленовых труб с металлическим компонентом

Когда полипропиленовые системы представлены несущими конечную нагрузку, необходимо учитывать меры предосторожности при подключении их к металлическим трубам или компонентам, сделанным из других материалов.

В таких случаях с целью предотвращения отхода любых несущих нагрузку соединений, может потребоваться механический переход, усиленный внешним образом или привязанный/заблокированный специальными механическими упорами.

Полипропиленовые трубы больших диаметров часто характеризуются несоответствием (в размерах и болтовых отверстиях) соединения с металлической трубой. Конструктивно несоответствие связано с тем, что полипропиленовый экземпляр имеет более толстые стенки.

Особенности сопряжений пластик — металл

При рассмотрении многокомпонентных полипропиленовых трубопроводных систем важно помнить:

Полипропиленовая труба всегда характеризуется размерами по стандарту OD (Outer Diameter), тогда как изделия из металла характеризуются размером номинального диаметра по стандарту DN (Diameter Nominal)

Например, 450-миллиметровый полипропиленовый экземпляр OD Excel (PE100) SDR17 (с отверстием 400 мм) соединяется с 450-миллиметровым PN16 клапаном только с использованием традиционного фланцевого адаптера 450х450 мм.

Но тогда получается, что размеры отверстий полипропиленовой трубы и клапана на переходе изменяется от 400 мм (PE) до 450 мм (металл).

Именно фланцевое соединение решает подобную проблему, конструктивно представляя полностью несущий нагрузку фитинг, подходящий для большинства стандартных размеров, выдерживающий высокие нагрузки на растяжение.

Одним из примеров подобного фланцевого соединения является продукт британской компании GPS, обозначенный брендом «SlimFlange».

Уникальный тонкий фланец для полипропилена

Уникальный фланцевый переходник для полипропиленовых изделий поддерживает соединение труб PE с размерами диаметра 250 — 560 мм.

Фланцевый фитинг позволяет осуществлять фактическое или близкое по размеру диаметра соединение полипропиленовой трубы к фланцу стальной (металлической) трубы, аналогичного размера.

Технико-механическое преимущество фланцевой скрепки «SlimFlange» достигается за счет установки стального обруча на кромочной поверхности полипропиленовой трубы для обеспечения усиливающего эффекта.

Фланцевый обруч оптимизирует полипропиленовую трубу по высоте плеча, создавая повышенную прочностью соединения. Достигаются улучшенные характеристики уплотнения, в том числе, когда фланцы скрепляются впритык.

В отличие от традиционных пластиковых фланцев, тонкие полипропиленовые фланцы (типа «SlimFlange») устраняют необходимость увеличения размера подключаемого клапана либо иного металлического компонента или в случае уменьшения размера.

Фланцевое опорное кольцо допускает свободное вращение, что позволяет легко скреплять болтами клапана или другие детали в области соединения. Также существуют специальные фланцевые адаптеры для пластиковых труб диаметром более 560 мм.

Что касается тонких пластиковых фланцев «SlimFlange» в целом, здесь опорные кольца имеют болтовые отверстия, размеры которых несколько отличаются от опорных колец, установленных на обычных адаптерах фланцевых скрепок полипропиленовых трубопроводов.

Рекомендации по механическим соединениям

Для размеров трубопроводов, где фланцы «SlimFlange» не могут применяться по ограничениям размеров, возможной альтернативой является изготовленный фитинг с фланцем PE уменьшенного размера.

Однако большие размеры являются причиной снижения прочности. Поэтому такой продукт не подходит для газовой инсталляции.

По причине уменьшения количества отверстий на этом типе фитингов, желательно включать металлическую армирующую пластину между полипропиленовым и металлическим фланцами, чтобы стабилизировать сборку.

Фланцевые соединения пластиковых трубопроводов необходимо выполнять единой сплошной поверхностью или с установкой резиновой прокладки. Для применений в критичных условиях следует дополнительно армировать стальной прокладкой.

Все четыре сопрягаемые поверхности фланцевого соединения должны быть неповрежденными, очищенными от загрязнений.

Стальные усиленные прокладки имеют преимущество с точки зрения соответствия без какого-либо риска экструзии под давлением.

Особенности выполнения монтажа стяжки

Для применений, где возможны значительные временные давления, спецификация профилированных стальных армированных прокладок обеспечивает максимально возможную долгосрочную безопасность.

По возможности, фланцевые соединения следует выполнить до момента производства других соединений. Если такой возможности нет, трубопровод рекомендуется расположить таким образом, чтобы сопрягаемые поверхности были выровнены и плотно соединены друг с другом.

Максимально допустимое расстояние до болтов – 5 мм, независимо от диаметра трубопровода.

Следует использовать только чистые неповрежденные гайки и болты правильного размера. Резьбу на болтах необходимо обработать небольшим количеством смазки. Болты крепления обязательно оснащаются стандартными толстыми шайбами (форма А) с обеих сторон.

Необходимо следить за правильным центрированием прокладки фланцевого соединения до начала затягивания болтов. Гайки и болты требуется затягивать постепенно и равномерно с помощью динамометрического ключа в диагонально противоположной последовательности.

Рекомендуемые последовательности затяжки болтов фланцевых соединений (конечный крутящий момент 5%, 20%, 50%, 75%, 100%) показаны ниже:

При работе с диаметрами полипропиленовых труб более 180 мм, рекомендуется привлекать двух слесарей для одновременной затяжки диаметрально противоположных болтов, где это возможно.

Критерии затягивания болтов крепления

Чтобы гарантировать последующую герметичность фланцевого соединения, окончательное затягивание болтов рекомендуется повторить после выдержки паузы по времени в течение часа или двух.

Равномерность затяжки на фланцевом соединении также важна, как и конечные значения крутящего момента. Таблица ниже показывает крутящие моменты для фланцевых соединений полипропилена серий SDR11 и SDR17 (PE80 и PE100).

Таблица типовых моментов затяжки болтов фланцев (PE — PE или PE — М)

Как приварить фланец к трубе? Этим вопросом задаётся большинство людей, которые сталкиваются с монтажом фланцевых соединений. Правила установки включают в себя ряд особенностей, которые необходимо предусмотреть заранее. Грамотный монтаж фланцевых соединений должен содержать в себе четкое понимание того, какого вида у вас фланец. Он бывает 7 видов:

1. Воротниковый
2. Раструбный
3. Резьбовой
4. Накидной
5. Сквозной
6. Плоский
7. Глухой

Наиболее распространёнными считаются следующие 2 вида фланцев:

1. Плоский фланец — как правило, приваривается насквозь к торцевой части трубы. Главным отличием плоского фланца является его внутренний диаметр, который немного больше наружного диаметра трубы (точные размеры смотрите в ГОСТ 12820-80).
2. Воротниковый фланец — приваривается со стороны т.н. «воротника» («юбки») встык к трубе, а его внутренний диаметр должен равняться внутреннему диаметру трубы (ГОСТ 12821).

Фланцевые соединения относятся к разъемным соединениям и применяются при установке таких устройств:

• затворы Баттерфляй;
• краны шаровые;
• сильфонные компенсаторы;
• задвижки;
• вибровставки для насосов;
• конденсатоотводчики;
• клапаны;
• фильтры;
• вентили и др.

В дальнейшем при эксплуатации системы такой тип соединения позволяет осуществить ремонт или быструю замену устройств на трубопроводе.

Рассмотрим правила монтажа фланцевых соединений

• При монтаже фланцевых соединений устраняют все перекосы, удаляют лишние зазоры.
• Прихватывают фланцы точечной сваркой.
• Отверстия для шпилек или болтов размещают напротив друг друга.
• Если трубопровод используется при высокой температуре, то резьбу на шпильках или болтах необходимо прографитить, чтобы не допустить их «схватывания» с гайками при эксплуатировании.
• Подбираем необходимые прокладки правильной формы и размеров по ГОСТу.
• При установке фланцев гайки должны быть с одной стороны, а болты с другой.
• Гайки затягиваются поочередно по диагонали (крест-накрест), чтобы обеспечить параллельность поверхностей уплотнения.
• В трубопроводах с агрессивными субстратами на фланцевые узлы устанавливают защитные кожухи.

Технологические способы при сварке достаточно схожи, единственное, они могут различаться в зависимости от крепления патрубка.

Также не стоит забывать, что сложность работы зависит от изначально намеченного чертежа, а также чтобы крепление соответствовало правилам монтажа фланцевых соединений.

Имейте в виду, что зачастую после работы над фланцевым соединением оставляют небольшой зазор. В случае, когда в люфте нет необходимости, применяется метод сварки, именуемой «сварка в лодочку». Также используют метод сварки под названием «угловая сварка». Этот метод находит применение при сварке в местах люфта в 4-5 мм.

Приварка фланца к трубе происходит с каждой из сторон. Вначале снаружи, после, для более плотного шва — изнутри. Такой метод сварки чаще всего используют для плоских фланцевых деталей.

Также используется метод по сварке одной стороны — внешней. Но он применим в основном для воротникового фланца, когда необходимо приварить фланец встык.

Методы крепления

Обычно зазор оставляют, однако если он не требуется, можно приваривать техникой лодочка. Когда люфт нужен — варят угловыми швами.

Таким образом, выделяют 2 метода приварки:

• шов с одной стороны по трубе — встык. Подходит для воротникового типа изделия;
• по двум сторонам стенки трубы. Сразу фланец фиксируют с лицевой стороны, а после этого с внутренней. Варить с внутренней стороны необходимо для уплотнения шва. Этим методом фиксируют плоские фланцы.

Провести такие работы достаточно сложно. При сварке используют несколько типов швов — вертикальные, потолочные, горизонтальные. Проводить такие работы должен высококвалифицированный сварщик.

Как высчитать размер шва?

Во-первых, запомните, что размер шва зависит от самой трубы. Приварка фланцев к стальным трубопроводам в таком случае будет регулироваться шириной внутреннего шва.

Во-вторых, как правило, он приравнивается к толщине стенки, высотой, колеблющейся в диапазоне от 0,5 до 1 см. Шов внешнего сечения, по правилам сварки должен превосходить шов внутреннего в толщине.

Теперь, когда мы определились с типом вашего фланца, можно приступать к работе. Здесь опять же возникает вопрос.

Фланцевое соединение стальных труб: их плюсы и область применения

Как приварить фланец к трубе? Этим вопросом задаётся большинство людей, которые сталкиваются с монтажом фланцевых соединений. Правила установки включают в себя ряд особенностей, которые необходимо предусмотреть заранее. Грамотный монтаж фланцевых соединений должен содержать в себе четкое понимание того, какого вида у вас фланец. Он бывает 7 видов:
Наиболее распространёнными считаются следующие 2 вида фланцев:

1. Плоский фланец — как правило, приваривается насквозь к торцевой части трубы. Главным отличием плоского фланца является его внутренний диаметр, который немного больше наружного диаметра трубы (точные размеры смотрите в ГОСТ 12820-80).
2. Воротниковый фланец — приваривается со стороны т.н. «воротника» («юбки») встык к трубе, а его внутренний диаметр должен равняться внутреннему диаметру трубы (ГОСТ 12821).

Фланцевые соединения относятся к разъемным соединениям и применяются при установке таких устройств:

• затворы Баттерфляй;
• краны шаровые;
• сильфонные компенсаторы;
• задвижки;
• вибровставки для насосов;
• конденсатоотводчики;
• клапаны;
• фильтры;
• вентили и др.

В дальнейшем при эксплуатации системы такой тип соединения позволяет осуществить ремонт или быструю замену устройств на трубопроводе.

Как приварить плоский фланец к трубе?

Работа над плоскими фланцами проходит исключительно на прямых поверхностях труб. В местах соединения плоских фланцев используют угловые швы.

Категорически не рекомендуется приваривать их к отводам. Главными отличиями в технологических способах сварки фланцев плоского и воротникового характера являются абсолютно непохожие виды шовных соединений. Как мы уже говорили ранее, это стыковое или угловое соединение. Также стоит отметить, что в отличие от выбранного способа сварки меняется вид самой конструкции.

Контроль качества сварных швов

Для проверки герметичности крепления фланца используют ультразвуковой метод. Шов проверяют:

• на трещины;
• присутствие шлаковых включений, наплывов, надрезов;
• недопустимы прожоги, кратеры, пористость.

Дефектоскопия проводится также металлографией. На ответственных соединениях качество сварки фланцев к трубе проверяют радиографическим методом неразрушающего контроля.

Зная тонкости закрепления фланцев, в случае необходимости можно самостоятельно провести приварку диска к участку водопроводной системы.

Как приварить воротниковый фланец к трубе?

Сварка воротникового фланца отличается, первым делом, своим видом. Такая сварка включает в себя материалы из горловины, которая приваривается в виде концентратора, при чём концентратор имеет форму конуса. Благодаря такой форме, давление внутри такой систему будет распределяться гораздо равномернее.

Воротниковая конструкция чаще всего применяется в коммуникациях с высоким давлением и температурой. Работа осуществляется с помощью сплошной сварки или швом V-образной формы.

Классификация изделий

Общее строение детали представляет собой кольцои пластину с отверстиями по краю. Чтобы обеспечить герметичность между элементами, устанавливают еще и прокладку изрезины в соответствии с назначением трубопровода – кислотостойкой, термостойкой. Соединяют кольцо и пластину с помощью крепежа – болтов с гайками или шпилек.

Сварка фланцев

По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.

Виды сваривания фланцев

Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.

• Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
• Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
• Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
• Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
• Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
• Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
• Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.

Наружняя приварка фланца

Расценки на изделия заметно отличаются. Однако стоимость переделяетсяскорее размерами пластин, а не их конструкцией, и весом, конечно же. Согласно ГОСТ изготавливаются они из углеродистой, легированной или нержавеющей стали, а такжековкого чугуна. Расценки на металл и определяют стоимость приспособлений.

Стальные фланцы под приварку. Монтаж фланцев стальных приварных

Соединения труб выполняются неразъемными и разъемными.

Неразъемное соединение труб или отдельных частей трубы (прямой участок и стандартные колена) — это соединение, в ко­тором не имеется фланцев, муфт, ниппелей и пр.

Неразъемные соединения осуществляются при помощи сварки и пайки и применяются ограниченно, по специальному согласова­нию.

Внедрение новых высокопроизводительных методов автома­тической и полуавтоматической сварки значительно расширяет возможности применения автоматической сварки приварных фланцев и пр.

, а также дает экономию времени и средств при изготовлении и мон­таже деталей трубопроводов.

Фланцы как стандартные разъёмные соединения трубопроводов

Разъёмное соединение выполняется при помощи фланцев, штуцеров, фитингов, дюритовых муфт и пр.

Фланцы в основном применяются для труб диаметром больше 30—32 мм. Фланцы ставятся круглые и овальные. Овальные при­меняются только в переговорных системах, на сточных и воздуш­ных трубах; в остальных случаях производится круглые фланцы. Круглые фланцы бывают жесткими (фланцы стальные приварные встык и фланцы плоские) и свободносидящими (свободные фланцы ГОСТ 12822-80).

Жесткие фланцы наглухо привариваются к трубе; фланцы свободные с трубой жестко не соединены и могут по ней перемещаться.

Жесткие фланцы применяются для соединения стальных труб и в тех случаях, когда применение свободносидящих (свободных) фланцев не приводит к упрощению монтажных работ.

Фланцы изготовляются из стали, латуни и бронзы; они являются стандартными деталями трубопроводов, поэтому изготовление их специализировано.

Ручная дуговая приварка фланцев

Широко применяемый в настоящее время метод ручной эле­ктродуговой приварки стальных фланцев весьма трудоёмок и не обеспечивает нужного качества сварного шва.

В силу этого при­ходится применять развальцовку, также не обеспечивающую тре­буемой прочности соединения.

Контактная приварка фланцев

В случае применения фасонных фланцев, т. е. фланцев с бур­том, можно рекомендовать автоматический контактный метод приварки фланца к трубе.

Контактную приварку легко освоить — метод этот не нов, а сварочное оборудование выпускается отечественными заводами. Эффективность применения контактной приварки по сравнению с дуговой ручной видна из таблицы 1. Таблица 1. Приварка фланцев. Сравнительные данные об эффективности различных способов приварки фланцев.