Виды и сфера использования фланца

Сварные швы на трубопроводе иногда доставляют неудобства. В некоторых местах, например, приходится монтировать задвижки или насосы. Тут-то и выручает фланец – особая деталь, которая способна прочно соединять трубы там, где нежелательны сварные швы.

Фланцем называют плоскую деталь с отверстиями, суть которой – соединение труб. Отверстия нужны, чтобы вставлять в них болты, шпильки и прочий крепеж, который и поможет зафиксировать фланец на трубе. Соответственно, размеры фланцев зависят от труб, с которыми они и «сотрудничают», а значит, производитель заранее может побеспокоиться о необходимости фланца, и последний может быть в комплекте.

Что главное в соединении труб – конечно, герметичность. Вот для этого и предназначен фланец, который надежно и прочно стянет детали, сделает соединение надежным, и будет гарантом герметичности в большом термическом диапазоне. Если не забывать и «присматривать» за фланцем (то есть смотреть, целостен ли он, нет ли деформаций), элемент прослужит долгие годы.

Конструктивные особенности фланцевого соединения:

• круглая форма (хотя могут встречаться и квадратные, но редко);

• малые отверстия, наблюдаемые по всему периметру;

• плоская конструкция;

• основное отверстие по центру.

Деталь проста в работе, удобна в монтаже, и собрать с ее помощью трубопровод можно очень быстро. Пользователь просто вставляет фланец на трубу (о соразмерности диаметров уже говорилось), затем прикручивает его к аналогичному приспособлению на другой трубе – это в случае запроса на стыковку деталей. Если производитель уже оборудовал трубу фланцем на конце, работа становится еще проще.

Все фланцы сначала делятся по конструктивному принципу.

Это практически металлическое кольцо, которое по всему диаметру имеет отверстия. Оно крепится к трубе двумя сварными швами по окружности. Их применяют в температурном диапазоне от –70 до +450 градусов, максимальные показатели давления до 2,5 МПа. Это, наверное, самые распространенные фланцы, потому что изготовить такие очень просто, стоят они недорого. Когда их стягивают болтами либо шпильками, получится косвенное бесконтактное соединение, которое обеспечит уплотнительная прокладка. Применяются плоские приварные фланцы в том числе как опорные элементы трубных систем разных техобъектов. Опора прочно соединяется с основанием, при этом без проблем демонтируется, откручивая болты и шпильки. Прижимной фланец – это, кстати, тоже плоский приварной с расточенным внутренним диаметром.

От –253 до +600 градусов – такой термодиапазон применения воротниковых фланцев, при этом конструкции с очень высоким давлением – тоже «конек» этого вида. Исполнен он конусообразно, что гарантирует работоспособность арматуры в особых условиях. Переходной элемент отличается сглаженностью, конус фланца – небольшой по диаметру – соответствует диаметру трубопроводного корпуса. А сама конструкция элемента снижает появление любых преград с прохождением рабочей среды, в том числе потоковой турбулентности. Это, в свою очередь, содействует распределению напряжений, которые возникают в трубопроводе.

Или иначе – накидной. Исполнены они так, что спокойно вращаются, перемещаются вдоль трубопроводного каркаса, что делает систему выемок для крепежных элементов более простой. Приваривать либо обеспечивать жесткую фиксацию нет необходимости. Трубопровод будет соединен двумя сварными швами по углам, внутри и снаружи. Выпуклой поверхности у таких фланцев нет.

Стандартен радиус стыковой поверхности, он тот же, что и радиус трубы и других применяемых фланцев. Может использоваться в комплекте с соединительными элементами другого типа. Не применяются в условиях высокого рабочего давления. Работают в узком температурном диапазоне от –30 до +300 градусов. Не отличаются долгими сроками эксплуатации, не могут использоваться в трубопроводах, предполагающих жидкую рабочую среду.

С ними легче выровнять отверстия под болты между двумя фланцами. Если речь идет о больших (по диаметру) трубопроводах, морских, подводных, то лучше обратиться именно к поворотному виду. Подойдут они и для работы с нефтью, газом, химическими жидкостями.

Такие соединения рекомендованы к установке, когда монтируются ответвления на нефте- или газопроводах, что отходят от основной магистрали. Или при прокладке линий, которые близки к потенциальным источникам, возможных на провокацию возникновения блуждающих токов. Или если нужно соединить элементы, сделанные из разных сплавов.

Изолирующая система состоит из двух или трех фланцев воротникового типа, имеющих герметичный стык, а между ними еще будет защитная втулка, которая сделана из материалов-диэлектриков. Фланцы и втулки соединены стягивающими шпильками.

Это не вся классификация фланцев. Их различают также по классу материала, по типу поверхности – например, плоский или приподнятый, кольцевой и другие. Есть различия и в отделке фланца, она может быть гладкой, зубчатой. По размерам тоже различаются, по форме – круглый, овальный, квадратный, прямоугольный.

Что еще важно знать об исполнении фланцев.

• Приварные детали могут быть разъемными и неразъемными. В разъемных на торце есть 4 отверстия под болты (как минимум) либо шпильки соединительного типа. Другие виды соединений вроде рычажных и клеммных не стали распространены.

• Классы давления фланцев предложены Американским институтом стандартов (ANSI), в них установлены соотношения между давлением и термосредой, которая прокачивается по проводам. Маркировка ANSI может быть на импортной продукции.

• Герметизирующие и уплотнительные монтажные фланцы согласно ГОСТ 33259-2105 изготавливаются из литейного чугуна или металла. Изделия с приварной частью должны быть безукоризненны с точки зрения свариваемости стали.

• Что можно сказать о технологических переходах для получения бытового фланцевого соединения: они выравнивают оси соединительных отверстий, а еще оси трубопроводов либо воздуховодов. Они монтируют прокладки в шип-паз, центрируют соединение со штифтом, производят затяжку.

Отличаются фланцы по функциональности. Например, фланец пожарного гидранта соединяет последний с пожарной подставкой, которая установлена на противопожарном водопроводе. Еще фланцы могут быть судовыми, компрессионными и так далее. По типу соединительных поверхностей тоже есть своя дифференциация: например, RF – соединительный выступ, LG (иногда по ошибке пишут LD) – уплотнительная поверхность плюс крупный паз, ST – уплотнительная поверхность плюс малый шип. И таких маркировок много, которые отличаются выступами, впадинами, пазами и шипами.

Фланцы могут быть чугунные литые (из серого чугуна и из ковкого чугуна), такие используются в литой трубопроводной арматуре. Могут быть литыми стальными, они соединяют трубопроводы и арматуру из разных материалов. Делают их из разных марок высококачественной нержавеющей стали, из латуни и металлических сплавов на основе никеля. Помимо использования разных видов стали, от криогенной до коррозионно-стойкой обыкновенной и оцинкованной, применяются и полипропиленовые модели. Алюминиевыми и пластиковыми фланцы тоже могут быть.

Нужно выбирать фланцы по типу стандартов, которым они соответствуют. Американские – ANSI/ASME, немецкие – DIN. Российские фланцы соответствуют ГОСТам, и в последней категории появилось очень много классных, конкурентных производителей. Таких как «Оникс», ОТЭ, «Спецкомплект», «Завод уральских метизов», «Техсталь», «ТопДеталь» и другие.

В борьбу за покупателя с ними вступают китайские производители, их очень много, и не нужно бояться слова «китайский», потому что уже давно оно перестало ассоциироваться с чем-то ненадежным. Многие мировые бренды переносят линию производства в Китай, и монтажное оборудование тоже. Фланцы ISO заказывают в Европе тоже (и в том же Китае), нужно читать характеристики товара, сравнивать цены, здесь и ноунеймы могут конкурировать с давно работающими поставщиками.

Когда данная конструкция вставляется в трубопровод, обеспечивается свободный доступ к отдельным участкам, просто разобрав фланцевое соединение. Потому так востребованы эти соединительные элементы в нефтехимической промышленности, в машиностроение, в пищевой и химической промышленности. Они практически незаменимы в тех системах, где предполагается плановый осмотр трубопроводов либо ремонт отдельных узлов.

Ими могут подключать/присоединять конкретный участок трубопровода к всевозможным устройствам, к емкостям, к теплообменникам, вытяжкам. И это помимо того, что они стыкуют между собой части трубы. Словом, сфера их использования не просто велика, но и, как прогнозируется, будет расширяться.