Фланцы

Металловедение

Фланцы жаропрочные. Фланцы в условиях повышенных рабочих температур

Эксплуатация фланцев и прочих элементов трубопровода в условиях высоких температур зачастую приводит к нарушениям в работе из-за снижения механических свойств. Чтобы предотвратить повреждения,  крепежные элементы изготавливаются из жаропрочных сталей.  Фланцы из такого вида сталей выдерживают большие температуры и способны предотвращать разрушения.

Жаропрочная сталь имеет повышенную термостойкость, стойкость к износам  и  медленную ползучесть, именно благодаря этим ключевым факторам она используется при изготовлении фланцев, работающих при повышенных температурах и в условиях механического напряжения.

Стоит отметить, что существует определенная технология изготовления жаропрочной стали, включающая в себя предварительную термическую обработку, легирование хромом с добавлением различных примесей, как например никель, для увеличения прочности материала.

Существуют три основные группы жаропрочных сталей:

Релаксационная сталь, обладающая большим содержанием углерода. Имеет низкую ползучесть.

Высоколегированная сталь. Применяется при повышенных температурах, которые достигают 550-600 градусов. Отличается повышенной прочностью, благодаря высокому содержанию хрома и небольшому содержанию побочных примесей.

Низколегированная сталь. Применяется при температуре до 400-450 градусов.

Фланцы жаропрочные применяются в агрессивных средах и в широком диапазоне температур, как, например, в газопроводах и нефтепроводах.

К производству фланцев из жаропрочной стали предъявляются повышенные требования. Они должны отличаться надежностью, долговечностью и безопасностью в применении.

В ходе термической обработки сталь подвергается закалке, что дает ей не только необходимые жаропрочные свойства, но и долговечность эксплуатации.

Фланцы 15Х5М, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 10Х17Н13М2Т предназначены для повышенных температур и агрессивной среды и используется даже при производстве синтетической уксусной кислоты, каучука и тд.

 

Повсеместно используются литейные сложнолегированные сплавы на основе никеля, которые используются при температурах до 1100 градусов.


Комплектация крепежом фланцевых соединений

Комплектация соединений деталей трубопроводов крепежными элементами является сложным и подчас  трудоемким процессом, требующим хорошего знания большого количества всевозможных ГОСТ, ОСТ и других технических документов.

В связи с постоянными обращениями наших клиентов и заказчиков за консультациями и помощью в подготовке расчетов количества крепежных элементов шпилек, гаек, болтов используемых при монтаже фланцев и фланцевых соединений по ГОСТ, наша техническая служба подготовила таблицу с помощью, которой вы легко сможете разобраться в вопросах комплектации, не вникая в детали и техническую документацию для производства трубопроводной арматуры.

С помощью этой таблицы вы быстро сможете подобрать крепеж к соединениям фланцев ГОСТ

Ду фланца, мм

Р фланца атм.

Фланцы воротниковые по ГОСТ 12821-01

           Фланцы плоские по ГОСТ 12820-01

количество отверстий во фланце

Шпилька ГОСТ 9066-75

   количество    отверстий  во фланце

вариант крепления, с помощью:

Шпилька 9066-75

Болт ГОСТ 7798-70

1 шпилька 2 гайки

1 шпилька 2 гайки

 1 болт 1 гайка

15

6

4

М10х60

4

М10х60

М10х40

10

4

М12х65

4

М12х65

М12х50

16

4

М12х70

4

М12х65

М12х50

25

4

М12х75

4

М12х65

М12х50

40

4

М12х75

     

63

4

М12х80

     

160

4

М12х80

     

20

6

4

М10х60

4

М10х60

М10х40

10

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

16

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

25

4

М12х75

4

М12х70

М12х50

40

4

М12х75

     

63

4

М16х90

     

160

4

М16х100

     

25

6

4

М10х65

4

М10х60

М10х40

10

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

16

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

25

4

М12х75

4

М12х70

М12х50

40

4

М12х75

     

63

4

М16х100

     

160

4

М16х100

     

32

6

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

10

4

М16х80

4

М16х90

М16х60

16

4

М16х80

4

М16х90

М16х60

25

4

М16х90

4

М16х90

М16х60

40

4

М16х90

     

63

4

М20х110

     

160

4

М20х110

     

40

6

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

10

4

М16х80

4

М16х90

М16х60

16

4

М16х80

4

М16х90

М16х60

25

4

М16х90

4

М16х90

М16х80

40

4

М16х90

     

63

4

М20х110

     

160

4

М20х120

     

50

6

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

10

4

М16х80

4

М16х90

М16х60

16

4

М16х80

4

М16х90

М16х80

25

4

М16х90

4

М16х90

М16х80

40

4

М16х90

     

63

4

М20х110

     

100

4

М24х120

     

160

4

М24х130

     

65

6

4

М12х70

4

М12х70

М12х50

10

4

М16х90

4

М16х90

М16х60

16

4

М1бх90

4

М16х90

М16х80

25

8

М16х100

8

М16х90

М16х80

40

8

М16х100

     

63

8

М20х120

     

80

6

4

М16х80

4

М16х90

М16х60

10

4

М16х90

4

М16х90

М16х60

16

4

М16х90

4

М16х90

М16х80

25

8

М16х100

8

М16х100

М16х80

40

8

М16х100

     

63

8

М20х120

     

100

6

4

М16х80

4

М16х90

М16х60

10

8

М16х90

8

М16х90

М16х80

16

8

М16х100

8

М16х100

М16х80

25

8

М20х110

8

М20х110

М20х90

40

8

М20х110

     

63

8

М24х130

     

100

8

М27х150

     

160

8

М27х160

     

200

8

М36х230

     

125

6

8

М16х90

8

М16х90

М16х60

10

8

М16х100

8

М16х90

М16х80

16

8

М16х100

8

М16х100

М16х80

25

8

М24х120

8

М24х140

М24х100

40

8

М24х130

     

63

8

М27х150

     

150

б

8

М16х90

8

М16х90

М16х60

10

8

М20х110

8

М20х110

М20х90

16

8

М20х110

8

М20х110

М20х90

25

8

М24х130

8

М24х140

М24х100

40

8

М24х130

     

63

8

МЗ0х1б0

     

100

12

М30х180

     

160

12

М30х180

     

200

6

8

М16х90

8

М16х90

М16х80

10

8

М20х110

8

М20х110

М20х90

16

12

М20х110

12

М20х110

М20х90

25

12

М24х130

12

М24х140

М24х100

40

12

М27х150

     

63

12

М30х170

     

100

12

М36х200

     

160

12

М36х220

     

250

6

12

М16х90

12

М16х90

М16х80

10

12

М20х110

12

М20х110

М20х90

16

12

М24х120

12

М24х140

М24х100

25

12

М27х140

12

М27х150

М27х110

40

12

М30х160

     

63

12

М36х190

     

160

12

М36х230

     

З00

10

12

М20х120

12

М20х110

М20х90

16

12

М24х130

12

М24х140

М24х100

25

16

М27х150

16

М27х150

М27х110

40

16

М30х180

     

63

16

М36х200

     

100

16

М42х250

     

160

16

М42х270

     

350

6

12

М20х100

12

М20х110

М20х90

10

16

М20х120

16

М20х110

М20х90

16

16

М24х130

16

М24х140

М24х100

25

16

М30х160

16

М30х180

М30х130

40

16

М30х190

     

63

16

М36х220

     

400

6

16

М20х100

16

М20х110

М20х90

10

16

М24х120

16

М24х140

М24х100

16

16

М27х150

16

М27х150

М27х110

25

16

М30х170

16

М30х180

М30х130

40

16

М36х210

     

63

16

М42х240

     

100

16

М48х290

     

500

6

16

М20х100

16

М20х100

М20х90

10

20

М24х130

20

М24х140

М24х100

16

20

М30х170

20

М30х180

М30х130

25

20

М36х190

20

М36х200

М36х150

40

20

М42х230

     

63

20

М48х280

     

600

6

20

М24х120

20

М24х140

М24х100

10

20

М27х130

20

М27х150

М27х110

16

20

М36х190

20

М36х200

М36х150

25

20

М36х200

20

М36х200

М36х150

40

20

М48х250

     

63

20

М52х280

     

700

6

24

М24х110

24

М24х140

М24х100

10

24

М27х140

24

М27х150

М27х110

16

24

М36х190

24

М36х200

М36х150

25

24

М42х220

     

800

6

24

М27х120

24

М27х150

М27х110

10

24

М30х150

24

М30х180

М30х130

16

24

М36х190

24

М36х200

М36х150

25

24

М42х230

     

1000

6

28

М27х120

28

М27х150

М27х110

10

28

М30х140

28

М30х180

М30х130

16

28

М42х210

     

25

28

М52х250

     

1200

10

32

М36х200

     

16

32

М48х250

     

25

32

М52х250

   



 

 


Фланцевое соединение трубопроводов

Фланцевое соединение — наиболее распространенный способ стыковки стальных промышленных трубопроводов между собой. Таким образом могут соединяться трубы систем водоснабжения, магистрального отопления, газоснабжения и нефтегазовые трубопроводы.

 

1. Назначение и особенности фланцевого соединения

             1.1 Разновидности фланцев

2. Варианты исполнения фланцев

               2.1 Конструктивные особенности фланцевого крепежа

 

1.                  Фланец представляет собой плоскую стальную пластину, имеющую форму кольца (реже — квадрата либо прямоугольника).  В средней части пластины расположено отверстие под вставку торцевой части трубы, а по ее контуру — несколько равноудаленных отверстий под установку болтов либо шпилек, которые впоследствии фиксируются гайками.

 

Фланцевые соединения являются быстроразъемной альтернативой сварной и муфтовой стыковки. При монтаже торец трубы приваривается к пропускному отверстию фланца, после чего пластины стягиваются между собой.  Герметичность соединения достигается за счет использования уплотнительных прокладок из резины либо фторопласта. Также могут использоваться обтюраторы — стальные заглушки, устанавливаемые между двух фланцев. Обтюраторы позволяют перекрыть конкретный участок трубопровода при необходимости его ремонта.

 

Также фланцевые соединения используются для соединения трубопроводов с устройствами и технологическими емкостями, чаще всего — теплообменниками. В таком случае на концы труб наваривается фланец, к которому подводится заборный патрубок оборудования.

 

Соединительные фланцы

В зависимости от функционального назначения выделяют следующие типы фланцевых соединений:

для стыковки труб и установки запорно-регулирующей арматуры, выдерживающее давление от 0.1 до 20 МПа — регулируется положениями ГОСТ №12815;

 

1.2. Разновидности фланцев

Каждый из вышеуказанных нормативных документов содержит классификацию фланцев, по которой соединительные элементы разделяются на разные виды. Рассмотрим классификацию изделий для стыковки стальных труб по ГОСТ 12815:

 

Из серого чугуна, литые (ГОСТ №12817-90) — применяются для установки литой трубопроводной арматуры, соединения труб промышленного оборудования и технических емкостей из чугуна. Предназначенные для давления 0.1-16 МПа, рабочая температура от -16 до +300 градусов.

Из ковкого чугуна, литые (ГОСТ №12818-80) — используются для стыковки труб, монтажа арматуры и подключения приборов и емкостей из ковкого чугуна. Выдерживают давление 1.6-4 МПа, рабочая температура от -30 до 4000.

Из стали, литые (ГОСТ №12819-80) — соединительные элементы трубопроводов и арматуры из любых материалов. Эксплуатируются при давлении 1.6-20 МПа, температурный режим от -250 до +600 градусов.

Из стали, приварные плоского типа (ГОСТ №12820-80) — норматив распространяется на фланцы плоского типа, выдерживающие давление 0.1-2.5 МПа и температуру от -70 до +3000. Вставка фланцевая (обтюратор) также производятся по данному стандарту.

Из стали, для стыковой сварки (ГОСТ №12821-80) — выдерживают давление 0.1-20 МПа, температурный режим от -250 до +6000.

Из стали, оборудованные приварным кольцом — давление от 0.1-3 МПа, рабочая температура от -30 до +3000.

Соединительные элементы сварного типа при монтаже надеваются на торец трубы и фиксируются двумя сварными швами. Конструкции для стыковой сварки закрепляются одним швом, расположенным между срезом трубы и воротником фланца.

 

Стальной фланец с приварным кольцом

Изделия с приварным кольцом состоят из двух частей — пластины и кольца, имеющих идентичный диаметр. При этом к трубе приваривается только кольцо, тогда как фланец остается свободным и может прокручиваться вокруг своей оси. Такая конструкция используется в труднодоступных местах либо на участках, где необходим регулярных ремонт или обслуживание трубопровода.

 

Фланцы для стыковки труб с сосудами и оборудованием, соответствующие требованиям ГОСТ 28659, классифицируются на следующие разновидности:

 

Стальные плоские (ГОСТ 28759.2) — применяются для сосудов и оборудования диаметром 400-4000 мм. Предназначены для давление 0.3-1.7 МПа и температуры -70 +300 градусов. Широко используются в нефтегазовой и химической промышленности.

Стальные для сварки встык (ГОСТ 28759.3) — диаметр от 40 до 4000 мм, давление 0.7-6.5 МПа, температура от -70 до +5400.

Стальные восьмиугольного сечения — диаметр 400-1600 мм, давление 6.4-16 МПа, температура от -70 до +550 градусов.

Также существует такое понятие как изолирующее фланцевое соединение ИФС, для обустройства которого могут применяться любые типы фланцевых конструкций. Изолирующее фланцевое соединение применяется с целью защиты трубопроводов от электрохимической коррозии, которая является главной причиной ускоренного износа подземных систем.

 

Изолирующее фланцевое соединение

Изолирующее фланцевое соединение состоит из 2-ух стягивающихся шпильками фланцев, между которыми расположена прокладка из диэлектрического (не проводящего ток) материала. Чаще всего применяется термостабилизированный графит либо поранит.

 

Такая конструкция предотвращает распространение тока по трубопроводу, ограничивая его на конкретном участке магистрали. Изолирующее фланцевое соединение способно значительно увеличить срок службы подземных трубопроводов, оно используется в течении 15-20 лет, после чего диэлектрическая прокладка подлежит замене.

 

Разгонка фланцев

При необходимости замены прокладки используются специальные разгонщики, представляющие собой клиновидные домкраты, посредством которых разводятся соседние фланцы. Существуют механические (ручные) разгонщики и гидравлические разгонщики, которые способны развивать усилие до 15 тонн.

 

2.      Варианты исполнения фланцев

 

Помимо классификации по материалу изготовления и способу монтажа, фланцы разделяются в зависимости от конструктивного исполнения. ГОСТ №12820 на стальные фланцы определяет 9 вариантов исполнения соединительных элементов:

 

исполнение №1 — конструкция оборудована соединительным выступом (фаской) под углом 45 градусов;

исполнение №2 — с выступом под углом 900;

исполнение №3 — с выступом на 450 и выборкой (впадиной) на внутренней торцевой части;

исполнение №4 — с внутренней выборкой и выступом на 900;

исполнение №5 — с внутренним пазом по всей окружности фланца;

исполнение №6 — нарезана внутренняя фаска под установку линзовой прокладки (вибровставки);

исполнение №7 — фаска предназначена под установки прокладки овальной формы;

исполнение №8 и №9 — аналогичны конфигурации №4 и №5 за исключения наличия фаски под линзовую прокладку.

В отдельную группу относятся компрессионные фланцы, предназначенные для соединения стальных и пластиковых труб. Компрессионные конструкции состоят из двух частей — фланцевой пластины и выходящей из нее цанговой муфты под ПЭ трубу. Компрессионные фланцы предназначены для систем с давлением до 10 МПа.  Также существуют компрессионные адаптеры, посредством которых выполняется переход из пластиковой трубы на металлическую арматуру.

 

Вибровставка, она же вставка фланцевая, используется для снижения уровня шума и вибрации, возникающих в процессе эксплуатации трубопровода. Вибровставки выполняются из термически устойчивой резины, имеющей кордовое основание, за счет которого прокладка получает дополнительную жесткость и устойчивость к деформациям.

 

Вибровставки производятся в диапазоне диаметров 25-800 мм. Они могут устанавливаться на трубопроводы водоснабжения, подачи воздуха, парообразных веществ и других химически нейтральных жидкостей. Вибровставки диаметром 25-200 мм выдерживают давление до 16 МПа, 250-600 мм — до 10 МПа. Рабочая температура резиновой вибровставки до +110 градусов. Такие компенсаторы не повреждаются при линейном удлинении труб, они способны сжиматься и растягиваться на 12-20 мм, в зависимости от размера вибровставки.

 

2.1. Конструктивные особенности фланцевого крепежа

Фланцевый крепеж, помимо самой соединительной пластины, состоит из 3-ех элементов:

болта либо шпильки;

гайки;

шайбы.

Согласно положениям ГОСТ №12816, использовать болты можно на трубопроводах с давлением рабочей среды до 25 МПа, если давление в системе превышает данную величину, должна применяться монтажная шпилька (стальной стержень с резьбой но обеих концах), которая обеспечивает большую прочность стыка. В трубопроводах высокого давления (от 100 МПа) используется шпилька из 35-ой стали, при давлении до 100 МПа — шпилька из стали 20Х.

 

Шайбы для фланцевых соединений представляют собой стальную пластину, подкладываемую под гайку либо шапку болта с целью увеличения ее опорной площади. Для крепежа фланцев допускается применять болты, шпильки и шайбы классов прочности 8.8, 6.6 и 5.6.

 

Защитный кожух из листовой стали

На фланцы, установленные на трубопроводах перекачивающих агрессивные жидкости, в обязательном порядке монтируется защитный кожух (КЗХ). Кожух представляет собой чехол из гидфровобного текстиля, листовой стали либо полимерных материалов, который предотвращает расплескивание рабочей среды при потере соединением герметичности.

 

 

Защитный кожух выпускается в диаметре 15-1200 мм, наиболее распространенные кожухи из фторопласта могут эксплуатироваться при температуре от -200 до +230 градусов.


Оставить комментарий

Комментарии: 0