ОСНОВНЫЕ ОСНОВЫ ФЛАНЦА: ФУНКЦИИ, КОНСТРУКЦИЯ И ДРУГИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Обзор общих характеристик, которые следует учитывать при выборе фланца для вашей трубопроводной системы.

ЧТО ТАКОЕ ТРУБНЫЕ ФЛАНЦЫ И КАК ОНИ РАБОТАЮТ?

Фланцы являются вторым по распространенности методом соединения после сварки, предлагая надежный способ соединения трубопроводных систем с различным оборудованием, клапанами и другими компонентами практически любой технологической системы.

Использование фланцев повышает гибкость при обслуживании трубопроводных систем, облегчая разборку и улучшая доступ к компонентам системы.

Типичное фланцевое соединение состоит из трех частей:

• Трубные фланцы
• Прокладка
• Болтовые соединения

Лучший вариант для ваших нужд будет зависеть как от системы, в которой вы собираетесь использовать фланец, так и от ваших конкретных требований.

ОБЩИЕ ТИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЛАНЦЕВ

Фланцы не являются универсальным решением. Помимо определения размеров, подбор идеальной конструкции фланца к вашей трубопроводной системе и предполагаемому использованию поможет обеспечить надежную работу, длительный срок службы и оптимальную цену.

Вот обзор наиболее распространенных типов фланцев.

РЕЗЬБОВЫЕ ФЛАНЦЫ

Этот тип, также известный как резьбовой фланец, имеет внутри отверстия фланца резьбу, которая соответствует соответствующей наружной резьбе на трубе или фитинге.

Резьбовое соединение означает, что во многих случаях использования можно избежать сварки. Просто сопоставьте резьбу с трубами, которые вы хотите соединить.

ФЛАНЦЫ ПОД ПРИВАРКУ

Фланцы, приваренные в раструб, идеально подходят для труб меньшего диаметра в условиях низких температур и низкого давления. Они представляют собой соединение, при котором труба помещается во фланец, а затем закрепляется соединение с помощью одного многопроходного углового сварного шва.

Это упрощает установку этого типа по сравнению с другими типами приварных фланцев, избегая при этом ограничений, связанных с резьбовыми концами.

НАКЛАДНЫЕ ФЛАНЦЫ

Накидные фланцы очень распространены и доступны в широком диапазоне размеров для систем с более высокими скоростями потока и пропускной способностью.

Просто подберите фланец под внешний диаметр трубы, которую вы собираетесь соединить. Установка немного более техническая, так как вам потребуется угловая сварка с обеих сторон, чтобы прикрепить фланец к трубе.

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ФЛАНЦЫ

Фланцы с нахлесточным соединением, состоящие из двух частей, требуют стыковой сварки патрубка с трубой или фитингом с использованием опорного фланца для создания фланцевого соединения. Такая конструкция делает этот стиль популярным для использования в системах с ограниченным физическим пространством или в системах, которые требуют частого демонтажа и обслуживания.

ПРИВАРНЫЕ ФЛАНЦЫ

Как и фланцы с соединением внахлест, фланцы с приварной шейкой требуют при установке стыковой сварки. Однако их целостность, производительность в системах с множеством повторяющихся изгибов и возможность использования их в системах высокого давления и высокой температуры делают их лучшим выбором для технологических трубопроводов.

ГЛУХИЕ ФЛАНЦЫ

Глухие фланцы, используемые для заделки или изоляции трубопроводных систем, по существу представляют собой глухие диски с болтовым соединением. При правильной установке и сочетании с правильными прокладками они обеспечивают превосходное уплотнение, которое при необходимости легко снять.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФЛАНЦЫ

Перечисленные выше типы фланцев являются наиболее распространенными. Однако существует ряд дополнительных специализированных типов фланцев, подходящих для различных применений и сред. Другие варианты включают нипофланцы, сварные фланцы, расширяющиеся фланцы, диафрагмы, длинную приварную шейку и переходные фланцы.

ВЫПОЛНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ: ТИПЫ ФЛАНЦЕВОЙ ОБЛИЦОВКИ

Проектирование фланцев — это только начало при выборе идеального фланца для вашей трубопроводной системы. Типы торцевых поверхностей — еще одна характеристика, которая будет иметь большое влияние на конечные характеристики и срок службы ваших фланцев.

Типы облицовки определяют как прокладки, необходимые для установки фланца, так и характеристики создаваемого уплотнения.

К распространенным типам лица относятся:

• Плоская поверхность (FF): Как следует из названия, фланцы с плоской поверхностью имеют плоскую, ровную поверхность в сочетании с полнолицевой прокладкой, которая контактирует с большей частью поверхности фланца.
• Выступающая поверхность (RF): эти фланцы имеют небольшой выступ вокруг отверстия с внутренней прокладкой по окружности отверстия.
• Лицевая поверхность кольцевого соединения (RTJ): используется в процессах с высоким давлением и высокой температурой. Этот тип поверхности имеет канавку, в которой находится металлическая прокладка для поддержания уплотнения.
• Шип и паз (T&G): Эти фланцы имеют соответствующие канавки и выступающие части. Это облегчает установку, поскольку конструкция способствует самовыравниванию фланцев и обеспечивает резервуар для клея для прокладок.
• Внешняя и внутренняя резьба (M&F): подобно фланцам с выступом и пазом, в этих фланцах используется соответствующая пара канавок и выступающих секций для фиксации прокладки. Однако, в отличие от фланцев с выступом и пазом, они удерживают прокладку на охватывающей поверхности, обеспечивая более точное размещение и расширенный выбор материалов для прокладки.

ПРАВИЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА: ВЗГЛЯД НА РАЗМЕРЫ ФЛАНЦЕВ

Помимо функциональной конструкции фланца, его размеры являются наиболее вероятным фактором, влияющим на выбор фланца при проектировании, обслуживании или обновлении трубопроводной системы.

Однако вы должны учитывать, как фланец соприкасается с трубой и используемыми прокладками, чтобы обеспечить правильный размер.

Общие соображения включают в себя:

• Внешний диаметр: расстояние между двумя противоположными краями поверхности фланца.
• Толщина: мера толщины внешнего крепежного обода.
• Диаметр окружности болта: расстояние между противоположными отверстиями под болты при измерении от центра к центру.
• Размер трубы: обозначение размера трубы, которому соответствует фланец.
• Номинальный размер отверстия: измерение внутреннего диаметра фланцевого соединителя.

КЛАССИФИКАЦИЯ ФЛАНЦЕВ И РЕЙТИНГИ СЕРВИСА

Каждая из вышеперечисленных характеристик будет влиять на то, как фланец будет работать в различных процессах и средах.

Как же определить, какие фланцы подходят для этой задачи, а какие нет?

Фланцы часто классифицируются на основе их способности выдерживать температуру и давление.

Это обозначается цифрой и суффиксом «#», «lb» или «class». Эти суффиксы взаимозаменяемы, но могут различаться в зависимости от региона или поставщика.

Общие классификации включают:

• 150#
• 300#
• 600#
• 900#
• 1500#
• 2500#

Точные допуски по давлению и температуре зависят от используемых материалов, конструкции и размера фланца. Единственная константа заключается в том, что во всех случаях номинальное давление снижается по мере повышения температуры.

СТАНДАРТЫ И МАРКИРОВКА ФЛАНЦЕВ

Чтобы облегчить сравнение, фланцы соответствуют мировым стандартам, установленным Американским обществом инженеров-механиков (ASME) — ASME B16.5 и B16.47.

Если вы пытаетесь заменить или проверить существующие детали, все фланцы должны иметь маркеры — обычно по внешнему периметру — для облегчения процесса.

Эти маркеры также следуют строгому порядку:

• Логотип или код производителя
• Код материала ASTM
• Марка материала
• Эксплуатационные характеристики (класс давления и температуры)
• Размер
• Толщина (График)
• Количество тепла
• Специальные обозначения, если таковые имеются, например QT для закалки и отпуска или W для ремонта сваркой.

В этом руководстве представлены прочные основы проектирования фланцев и способы выбора идеального фланца для вашей трубопроводной системы.

Однако, учитывая широкий ассортимент фланцев из нержавеющей стали и других фланцевых материалов, невозможно перечислить все конфигурации, детали или соображения.