Приварка фланцев к стальным трубопроводам

Стальные фланцы под приварку. Монтаж фланцев стальных приварных.

Монтаж фланцев стальных приварных

Фланцевое соединение — вид разъёмного соединения участков трубопровода. Приварка стальных фланцев может осуществляться в режимах ручной и полуавтоматической сварки. Приварка фланцев может производиться под флюсом в полуавтоматическом режиме. Для повышения уплотнения фланцевого соединения может производиться развальцовка или отбуртовка конца трубы.

Дата публикации: 10 октября 2011

Автор: Дроздов М.В., ООО «Инженерный Союз»

Содержание

Соединение участков трубопровода

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.

Приварка фланцев стальных

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.

Метод контактной приварки универсален, так как позволяет производить приварку фланцев к трубам, имеющим различную толщину стенок и различные сечения.

В табл. 2 приведены данные о применяемой аппаратуре и площадях сечений приварных деталей трубопроводов.

Указанные в табл. 2 машины необходимо снабжать спе­циальными зажимными устройствами, обеспечивающими надёж­ность сжатия и центровки свариваемых деталей, а также под­вода тока к ним (например, приспособления со съемными губ­ками для захвата фланцев различного диаметра).

Режим приварки может быть рекомендован тот же, что и для сварки труб встык. Внутренний грат при приварке фланцев удаляют оправкой с двумя сменными резцами, установленными на цилиндрической выточке стержня. Удаление производят при горячем шве. Наружный грат удаляют ручником при горячем шве с последующей зачисткой.

Последовательность процесса приварки фланцев рекомендуется следующая:свариваемые изде­лия укладывают в губках машины; подвижную губку отводят в исходное положение; стыкуемые торцы сводят вместе и закре­пляют в губках.

Затем установленные изделия подогревают до темпера­туры 800—900°C. При этой температуре происходит оплавление торцов (детали непрерывно сближают, до перехода от оплавле­ния к осадке). С этого момента, увеличивая скорость передви­жения механизма подачи, производят осадку.

Когда сварной шов достигнет необходимой величины осадки, срабатывает автоматический выключатель, ток выключается и процесс приварки на этом заканчивается.

Газовая приварка стальных фланцев обеспечивает достаточ­ную прочность и плотность соединений, но весьма неэкономична (значительная трудоёмкость работ при высокой квалификации газорезчиков; большой расход ацетилена и кислорода).

Автоматическая приварка фланцев качественными электро­дами, равно как и приварка фланцев автоматом под слоем флюса, не могут быть рекомендованы ввиду:

1. высокой трудоемкости работ, особенно при сварке труб со сложной кривизной;
2. возможности прожога шва при работе с трубами, имею­щими толщину стенок менее 5 мм.

Наиболее приемлемым способом приварки фланцев следует считать контактный. Преимуществами его перед другими спосо­бами являются:

1. высокая производительность;
2. автоматизация процесса;
3. высокое качество шва;
4. отсутствие дополнительных расходных материалов (электродов, газов и т. д.);
5. возможность использования отечественного оборудования.

Полуавтоматическая приварка фланцев под слоем флюса

Рис. 1. Полуавтомат для приварки фланцев
под слоем флюса.

Уже довольно давно нашел применение прогрессив­ный способ приварки стальных фланцев к трубам и переборочным стаканам — способ приварки полуавтоматом под слоем флюса.

Основным конструктивным узлом полуавтомата (рис. 1) является каретка с электродом, вращающаяся вокруг неподвиж­ной трубы. Вращение каретки осуществляет­ся вручную. Электрод подается по гибкому шлангу (так же, как в шланговом полуавто­мате ПШ-5). На рис. 2 показан перебороч­ный стакан, сваренный полуавтоматом.

Режим сварки следующий: сварочный ток 240—320 А, напряжение дуги 20—25 В, скорость подачи 100 м/час, угол наклона электрода к вертикали 30°.

Флюс применяется АН-348-Ш или АН-348 мелкой грануляции. Ток целесообразно при­менять постоянный; проволока марки IA по ГОСТ 2246—43 диа­метром 2 или 4 мм. Полуавтомат допускает одновременно на­ложение двух сварочных швов.

Рис. 2. Переборочный стакан с фланцами,
сваренный полуавтоматом.

Развальцовка и отбуртовка труб

Развальцовку конца трубы, входящего во фланец, делают для того, чтобы повысить уплотнение и обеспечить непроницаемость
фланцевого соединения. Общий вид развальцованной трубы с фланцем по­казан на рис. 3.

При изготовлении фланца в нем делают желобок-выточку, куда при раз­вальцовке входит металл трубы. Валь­цуемый участок трубы должен плотно лечь в выточку фланца.

Операцию развальцовки производят на специальных станках или приспо­соблениях. Одна из конструкций станка для развальцовки труб показана на рис. 4. Конец трубы 1 зажимают в тисках 2 при помощи винта 3. Поворотом маховичка 4 производят нужную установку вальцую­щего механизма 5. Трубу подводят (и отводят) к вальцующему механизму при помощи штурвала 6. Вращение патрона 7 с укре­пленными на нем вальцующими приспособлениями осуще­ствляется при помощи электродвигателя 8.

Рис. 3. Развальцованная труба с фланцем.

Рис. 4. Развальцовочный станок.
1—конец трубы, подлежащий развальцовке; 2—тиски;
3—зажимной винт; 4—маховичок для установки вальцующего механизма;
5—вальцующий механизм; 6—штурвал для подводки и отводки вальцуемой трубы;
7—патрон; 8—эле­ктродвигатель; 9—суппорт.

На рис. 5 изображен процесс развальцовки.

Отбуртовку, применяемую для соединений значительного ко­личества красномедных труб, а также для некоторых типов фланцевых соединений стальных труб производят в соответ­ствии с назначением трубопровода и характером соединения.

Отбуртовку выполняют для обеспечения плотного прилегания кромки трубы к фаскам фланцев или колец по всему их периметру.

Рис. 5. Процесс развальцовки трубы.
1—вальцуемая груба; 2—зажимные тиски;
3—вальцующее приспособ­ление; 4—фланец с желобками.

Отбуртованная кромка трубы должна перекрывать фаску фланца или приварного кольца по всей окружности. Трещины, надрезы, рванины на поверхности отбуртовки не допускаются.

Отбуртовку производят вручную или при помощи специаль­ных приспособлений. Второй способ предпочтительнее, как более экономичный и производительный. Развальцовка и отбуртовка контролируются отделом технического контроля.

Проточка фланцев и подрезка под головки болтов и гайки

После приварки производят проточку фланцев, чтобы устранить коробление , получающееся при сварке. Толщина сни­маемого слоя на рабочих поверхностях фланцев не должна быть больше 1 мм. Одновременно с этим производят подрезку вы­ступающих кромок трубы, образовавшихся после отбуртовки или развальцовки.

Если на поверхности фланцев до проточки имелись уплотнительные канавки, то после проточки их необходимо восстановить.

Проточку фланцев можно производить либо на горизонтально-расточном станке, либо с помощью специальных приспособлений.

Чтобы обеспечить плотное прилегание гайки или головки болта к тыльной стороне фланца при монтаже труб, необходимо фланец подрезать.

Подрезка мест прилегания гаек (вместо болтов могут применяться шпильки для фланцевых соединений) или головок болтов не дол­жна иметь глубину более 1 мм; при этом плоскость торцовки должна быть параллельна присоединительной плоскости фланца. Подрезку обычно производят подрезным резцом на расточном станке с помощью оправки или специального приспособления.

При применении свободных фланцев проточке под­вергаются торцовые поверхности приварных колец. Проточка фланцев кон­тролируется отделом технического контроля.

Заключение

При монтаже фланцев используются методы сварки различного уровня автоматизации. Монтаж фланцев, выполненный последовательно, гарантирует герметичность соединения.

Сварка фланцев

Evgen 14 Дек 2010

Maler 14 Дек 2010

Уважаемый Evgen ,я конечно делетант в сварке,но мягко выражаясь в котельной меня надрюкали )))(после пары случаев когда шов между фланцем и трубой сифонил, был случай когда просто лопнул шов)) ),завтра вечером выложу фото того как теперь свариваю их.

подобрав ток,стараюсь держать угол 45 градусов,если же труба тонкостенная,то основной метал шва забираю с фланца,электрод веду на себя. в общем завтра скину фото,прокритекуете)

Evgen 14 Дек 2010

Maler, Скидывай конечно С техникой сварки я уж как нибудь справлюсь, мне особо технология интересна

если же труба тонкостенная

электрод веду на себя

тут скорее нужно наоборот, хотя можно сбалансировать скоростью прохода и положением ванны.

АВН 15 Дек 2010

AkaShira 15 Дек 2010

• 1

Helper 15 Дек 2010

Evgen 15 Дек 2010

Фланцы приваривают к трубе двумя угловыми швами — наружным и внутренним

Плоские фланцы
pofigist, Да. я это все тоже когда-то читал. На практике чего только не видел. Кстати многие считают, что внутренний шов совсем не обязательно, с чем я категорически несогласен абсолютно для всех плоскофланцевых соединений. Кстати я вот тоже видел эти 7мм. Интересно. с чем связана эта цифра.

Helper 15 Дек 2010

Maler 15 Дек 2010

я тут на работе решил изготовить приспособу,для быстрой и удобной сварки фланцев,подскажите стоит или нет?

суть такова:берем болванку(из которой высверливают фланцы),делаем на ней отверстия под болты ,так что бы можно было крепить фланцы от самого маленького диаметра до довольно большого. на нижнюю часть привариваем небольшую катушку.далее вот думаю как лучше сделать. может эту катушку вварить во внутреннее отверстие подшипника, а внешнюю часть закрепить на какой нибудь платформе верстака. чтоб наша фланцевая болванка свободно вращалась по оси. очень облегчает сварку без отрыва электрода)))хотя может мужики и правы говоря что «лень- двигатель прогресса» ))

Evgen 15 Дек 2010

Maler 15 Дек 2010

АВН 15 Дек 2010

Ну, неверно выразился. Лучше просто фланцы с фаской (под давление) и без фаски. Откуда 7мм понятия не имею, читал в РД по сварке трубопроводов.

Верно выразился,от токарей дождёшься фаски,как же.Забывают канавки под прокладку сделать.

Особенности фланцевых соединений для металлических коммуникаций

Понятие «фланец» подразумевает и вид сантехнической арматуры, и сам способ соединения труб, применяющийся в практически любой отрасли промышленности. Фланцевое соединение стальных труб герметичное и прочное, при этом разборное, что дает возможность после демонтажа проводить профилактические работы или повторно использовать участок трубопровода. В зависимости от назначения системы используются фланцы различных типов, выполненные из различных материалов.

Область применения фланцев

Сам фланец не является соединительным элементом: его задача — опора для крепежных болтов и обеспечение герметичности этого стыка. Как запорные или соединительные элементы фланцы применяются в коммуникациях системы ЖКХ, нефтяной и химической промышленности, топливной и газовой отрасли. Достаточно прочное и долговечное фланцевое соединение труб применяется и для установки на систему измерительных приборов. Различные технологии и типы материалов, применяющиеся для изготовления фланцев, позволяют успешно эксплуатировать даже системы, проводящие агрессивные среды под высоким давлением.

Для монтажа трубопроводов обычно используются диски из того же материала, что и основные элементы. Это обеспечивает равномерность нагрузки и страхует от повреждения элементов в результате перепадов температуры на швах материалов с разной теплопроводностью. Соответственно, фланцевое соединение полиэтиленовых труб производится аналогичным узлом, но для стальных труб может применяться фланец из чугуна, алюминия, латуни, бронзы. Тем не менее, лидером является углеродистая стиль – недорогой, простой в обработке и практичный материал.

Характерная конструкция

Фланец — металлический диск круглой или, что встречается реже, квадратной формы с перфорированной плоскостью. В комплект арматуры такого типа входят:

• парные диски;
• болты и гайки для крепления и стягивания этих плоскостей;
• прокладка из паронита, фторопласта или терморасширенного графита, обеспечивающая герметичность.

Диски фланцев, поступающие конечному потребителю в том виде, в котором вышли из штамповочного станка, могут быть как гладкими, так и имеющими характерные насечки. Эта модель обеспечивает большую герметичность, необходимую для безаварийной эксплуатации водо- и газопроводов. На диски попарно могут быть нанесены:

• шипы и пазы;
• выступы и соответствующие впадины.

Отдельные конструкции предусматривают углубления под прокладки разных типов и форм. Изолирующие фланцевые соединения газовых труб требуют особенно тщательного контроля качества этого элемента.

Размеры и количество болтовых отверстий устанавливаются производителем в соответствии с ГОСТом. Крепление арматуры к самой трубе производится, как правило, сварочным аппаратом. Отдельные виды фланцевых соединений трубопроводов могут крепиться и при помощи резьбы, нанесенной на фланцевый диск с внутренней стороны. Специалисты отмечают, что в конструкциях такого типа преимущество прочности фланцевого соединений практически утрачивается.

Типы фланцевой арматуры

При всем разнообразии фланцев, можно выделить основные типы, имеющие характерные черты:

• проходные фланцы, использующиеся для наращивания длины трубопроводов;
• фланцы-заглушки, являющиеся тупиковыми.

Поскольку фланец — соединение, применяющееся в рассчитанных на длительную эксплуатацию системах или трубопроводах с большим внутренним давлением, то в приоритете монолитное присоединение к металлической трубе сваркой. Поток перед работами прекращается и восстанавливается только после полного завершения работ с постепенным наращиванием нагрузки.

Основные виды по ГОСТу

Применение того или иного типа фланцевых соединений в конкретном случае диктуется параметрами проводимой среды, объемом и запланированной нагрузкой на систему. Как определяет ГОСТ, соединения бытовых трубопроводов фланцевые делятся на три основные вида. Соединительные узлы с другими показателями производятся в индивидуальном порядке по специальным заказам.

Приварные плоские фланцы

Этот тип соединительного узла встречно надевается на противоположные края подготовленной к сварке стальной трубы. Окружность трубы соединяется с арматурой сварочными швами по два, на каждый из парных окончаний. Затем производится стандартное крепление при помощи болтов и гаек с предварительным размещением уплотнителя между плоскостями.

Монтаж приварного фланца в стык производится быстрее, так как для крепления требуется всего по одному шву на каждое из окончаний соединяемой трубы. Перед сваркой диск фланца и зачищенный край колена прикладываются встык. Для трубопроводов с небольшим давлением среды такой тип арматуры считается достаточным, хотя и уступающим плоскому аналогу.

• Свободные фланцы на приварном кольце

Каждый из парных элементов конструкции в этом типе арматуры состоит из двух частей. Кольцо приваривается к окончанию трубы обычным методом. Сам свободно двигающийся по длине трубы фланец к этому моменту на нее уже накинут. Такой тип монтажа позволяет применять соединение трубопроводов фланцевое в труднодоступных участках, а также использовать для изготовления кольца и самого диска разные типы стали. То есть для трубы из нержавейки использовать аналогичное более дешевое кольцо и высокопрочный фланец из углеродистой стали. Прочные шайбы, болты и гайки обеспечат надежность конструкции.

Видео: как приварить фланец к трубе

Фланцевый тип соединений труб в быту практически не применяется, эта технология рассчитана на промышленное применение. При необходимости выбирать фланцевые узлы требуется обратить особое внимание на отметки о соответствии нормативам.

Что такое фланец: технические характеристики и применение

Использовать сварные швы на элементах трубопровода не всегда удобно. В некоторых местах требуется установка дополнительных изделий – задвижек, насосов. Тогда на помощь приходит фланец – специальная деталь, предназначенная для соединения труб там, где сварка не подходит. Они классифицируются по размерам, материалам изготовления, типу поверхности и другим критериям.

Фланец – определение понятия

Согласно справочнику терминологии, фланец – это плоская деталь с отверстиями, выступающая соединительной частью труб. В отверстия детали крепятся шпильки, болты и другие крепежи, помогающие зафиксировать ее на трубопроводе. Размеры фланцев соответствуют диаметру определенной трубы, поэтому зачастую производитель заранее оснащает трубу таким элементом.

Главное требование к соединению труб – герметичность: этот критерий как раз обеспечивает фланец. Он надежно стягивает детали, наделяет соединение надежностью, прочностью, возможностью использования в широком температурном диапазоне. Если осуществлять своевременное техническое обслуживание, фланцевое соединение прослужит долгие годы. Данный вид детали изготавливается согласно ГОСТ, поэтому к нему предъявляют особые требования.

Конструктивные особенности фланцев

На сегодня фланцевое соединение труб является одним из самых популярных и простых соединений, позволяющих быстро и надежно состыковать детали. Это обусловлено конструктивными особенностями:

• круглая (редко квадратная) форма;
• наличие маленьких отверстий по всему периметру;
• плоская конструкция;
• наличие центрального основного отверстия.

Пример чертежа

Деталь пользуется спросом при сборке трубопровода из-за простоты и скорости работы. Пользователю необходимо вставить фланец на трубу нужного диаметра, после чего прикрутить к такому же приспособлению на другой трубе, если осуществляется состыковка двух деталей. Зачастую производители труб уже оборудуют изделие фланцем на конце, что упрощает работу. Ремонт фланцев требуется тогда, когда на поверхности присутствуют дефекты или нарушена герметизация стыка.

Где применяют фланцы?

Данный тип применяется для сборки трубопровода, монтаж любого фланца происходит только при наличии трубы соответствующего диаметра. Можно выделить несколько областей применения детали:

• сборка гражданских центральных трубопроводов;
• сборка газопроводов;
• монтаж бытовых систем водоснабжения;
• установка теплотрасс;
• сборка промышленных систем и коммуникаций.

Фланцевое соединение

Данные детали могут быть элементами трубы, вала, фитинга или корпусной детали. Это универсальное изделие, которое при соединении с другой деталью способно обеспечить герметичность. Элемент выдерживает высокую температуру и давление, поэтому данный вид крепления можно использовать в газопроводах и водопроводах. Параметры, по которым подбирают – размеры, форма уплотнительной поверхности, а также способ крепления.

Основные типы фланцев

Первая классификация, по которой можно разделить все виды – конструктивная. Согласно ей, существуют такие основные типы:

1. Плоский приварной – выглядит, как металлическое кольцо с отверстиями по диаметру. Крепится к трубе за счет двух сварных швов по окружности.
2. Воротниковый – кроме отверстий по диаметру также оснащен юбкой под приварку. Простой в монтаже, так как фиксируется одним сварным швом.
3. Свободный на приварном кольце – состоит из двух элементов: фланца и кольца с одинаковым диаметром и давлением. Кольцо фиксируется на трубе при помощи сварки, а фланец остается свободным, что обеспечивает удобство монтажа.

Разновидности изделий из стали

Указанные типы фланцев применяются для стыковки трубопроводной арматуры и оборудования. Конкретнее определить область, где применяется деталь, поможет материал ее изготовления.

Из чего производят деталь?

В промышленности используются стальные фланцы, однако сталь, из которой изготавливают деталь, также бывает разной. Маркировка стальных фланцев будет определять, в каких условиях лучше использовать данную деталь:

1. Сталь 20 – самое применяемое сырье. Это углеродистая сталь, детали из нее применяются для сборки арматуры на магистралях, где внешняя температура не ниже –40 градусов, а внутренние показатели не выше +475 градусов.
2. Сталь 09г2с – сталь из сплавов никеля, хрома и молибдена, предназначенная для осуществления сварки. Изделия из данного материала могут эксплуатироваться при внешней температуре от –70 градусов.
3. 12Х18Н10Т – криогенная сталь. Детали из данного материала могут использоваться в агрессивной среде, например со щелочами и кислотами. Допустимая температура от – 196 градусов до +350 градусов.
4. 10Х17Н13М2Т – коррозийно-стойкая обыкновенная сталь. Крепления из нее эксплуатируются в особо экстремальных условиях, ведь она сохраняет стойкость к коррозии под напряжением. Рабочие температуры от -196 до +600 градусов.
5. 15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье. Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов. К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

Кроме стали и пропилена используют чугун двух видов – ковкий и серый. Детали из ковкого чугуна используются при рабочих температурах от -30 до +400 градусов, а из серого чугуна – при температуре от -15 до +300 градусов.

Классы давления фланцев

Детали, изготавливаемые согласно стандартам Asme (Asni) всегда характеризуются рядом параметров. Одним из таких параметров является номинальное давление. При этом диаметр изделия должен соответствовать его давлению согласно установленным образцам. Условный диаметр обозначается комбинацией букв «ДУ» или «DN», после чего стоит цифра, характеризующая сам диаметр. Условное давление измеряется в «РУ» или «PN».

Чертеж фланца с различными обозначениями

Классы давления американской системы соответствуют переводу в МПа:

• 150 psi — 1,03 МПа;
• 300 psi — 2,07 МПа;
• 400 psi — 2,76 МПа;
• 600 psi — 4,14 МПа;
• 900 psi — 6,21 МПа;
• 1500 psi — 10,34 МПа;
• 2000 psi — 13,79 МПа;
• 3000 psi — 20,68 МПа.

В переводе с МПа каждый класс будет указывать на давление фланца в кгс/см². От класса давления зависит, где будет использоваться выбранная деталь.

Типы поверхностей

Данный вид соединительного крепежа можно также поделить согласно типу поверхности уплотнения. Они бывают:

• A – плоскость;
• B – соединительный выступ;
• F – впадина;
• E – выступ;
• D, M – паз;
• С, L – шип;
• K – для линзовой прокладки;
• J – для прокладки овального сечения.

Типы исполнения поверхностей

Данные виды ГОСТ были приняты недавно, при этом отмечается, что тип поверхности С, L, а также E выпускаются только по требованию заказчика и не являются штампованными.

Высота выступа

Если взглянуть на чертеж стального фланца, то он имеет несколько параметров, в том числе и высоту выступа. Она обозначается буквами H и B, измерить ее можно во всех типах изделий, кроме того, который имеет нахлесточное соединение. Следует запомнить следующее:

• модели с классом давления 150 и 300 будут иметь высоту выступа 1,6 мм;
• модели с классом давления 400, 600,900,1500 и 2000 имеют высоту выступа 6,4 мм.

С выступом и впадиной

В первом случае поставщиками и производителями деталей учитывается поверхность выступа, во втором случае поверхность выступа не входит в указанный параметр. В брошюрах к деталям эти показатели могут указываться в дюймах, где 1,6 мм это 1/16 дюйма, а 6,4 мм – ¼ дюйма.

Геометрия и удельный вес изделий

Важным параметром, определяющим геометрию, является условный проход изделий. Как уже отмечалось, он обозначается буквами «ДУ» и имеет показатели от 10 до 200. Это касается выбора необходимой детали: когда пользователь знает Ду, все остальные габариты приписываются фланцу автоматически. Например, у модели Ду 50 высота отступа будет равна 57-59; Ду 80 этот показатель составляет 89-91, а Ду 100 – 108-110, где первая цифра говорит о внутреннем диаметре трубы или патрубка, а вторая – о внешнем диаметре.

Чертеж плоского фланца

Еще один важный показатель – вес фланцев. Он зависит не только от объемов, размеров и высоты, но и от его геометрии, материала изготовления. Стоит привести пример: фланец по ГОСТ 12820-80 с Ду 100 плоского типа имеет вес 2,85 кг, тогда как фланец такого же диаметра, но воротникового типа по ГОСТ 12821-80 имеет вес 4,4 кг. Из этого следует, что воротниковые фланцы имеют большую массу, чем плоские детали.

Как производится фланцевое соединение?

Когда необходимо соединить две детали трубопровода используется приварка стального фланца к трубе. Такая фиксация называется фланцевым соединением и в будущем дает возможность разобрать трубопровод, чтобы выполнить ремонт. Чтобы понять, как происходит сборка, необходимо подробно рассмотреть процесс:

1. Для состыковки двух элементов применяются плоские детали, имеющие в центре отверстие, куда вставляется торец трубы.
2. По периметру кольца размещены отверстия – в них вставляются крепежные элементы: болты или шпильки с гайками.
3. Место соединение будет разъемным, чтобы оно было герметичным используют уплотнительные прокладки. Фланцевое соединение призвано стыковать две трубы или присоединять трубу к емкости, оснащенной вводящим патрубком с фланцем.

Наглядный пример фланцевого соединения

Фланец можно сделать своими руками – такая деталь отлично подойдет на точило для станка по заточке предметов.

Инструменты для производства соединения

Чтобы самостоятельно осуществить соединение двух деталей трубы, необходимо подготовить инструменты. В основном это оборудование, предназначенное для закручивания болтовых соединений по окружности фланцев:

• ручной ключ;
• накидной ключ;
• пневматический гаечный ударный ключ;
• гидравлический динамометрический ключ;
• болтовой натяжитель гидравлического типа.

Состыковка на трубах

Кроме этого потребуется специальная смазка, которая наносится на обе поверхности, чтобы избежать трения деталей и обеспечить легкость крутящего момента. Последовательность работы проста: сначала закручивают первый болт, потом переходят к закрутке того, который находится по диагонали на 180 градусов от первого. Далее переходят к болту, расположенному под углом 90 градусов от второго, а от него – к противоположному.

Советы от мастеров

Существует ряд полезных рекомендаций от профессиональных мастеров, которые помогут с первого раза справиться с фланцевым соединением:

1. Если детали имеют по 4 отверстия, то затягивать болты необходимо накрест.
2. Поверхностную часть конструкции необходимо обязательно обезжирить и проверить на предмет коррозии и ржавчины.
3. Рекомендуется использовать только новые уплотнительные прокладки, при этом устанавливать их нужно строго по центру.
4. Сила затяжки болтов должна быть равномерной – только так можно обеспечить надежное и герметичное фланцевое соединение.

Соединенные трубы с фланцами

Чтобы в будущем снять фланец используются специальные станки, которые помогают расточить его и разжать болты. Извлечь детали вручную затруднительно, поэтому применяются пневматические инструменты.

Соединение труб с помощью фланцев является удобным и надежным видом состыковки двух деталей. Оно помогает в будущем осуществить ремонт трубопровода путем изъятия соединительных элементов, тогда как сварка не позволит осуществить данную процедуру. Подбирается он в точном соответствии с условиями работы, температурой и диаметром трубы.

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.

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.