Режимы производства и изготовления стальных фланцев напрямую связаны с материалами изготовления и производства. Знание необходимых тонкостей и особенностей материалов изготовления стальных фланцев и фланцевых соединений жизненно необходимы для выпуска качественной и недорогой продукции. Основным справочным документом для материалов изготовления стальных фланцев является марочник сталей и сплавов. В этом справочнике собраны различные марки сталей и сплавов, с их различными свойствами, характеристиками, особенностями режимов термообработки и твердостями.

Выбор материала производства и изготовления стальных фланцев значительно упрощает марочник сталей и сплавов, в нем можно подобрать сталь или сплав с необходимыми характеристиками и требованиями к условиям эксплуатации. Марочник сталей и сплавов значительно упрощает выбор необходимого материала изготовления стальных фланцев. При производстве и изготовлении стальных фланцев по стандартам зарубежных стран (DIN, EN, ANSI, ASME) и других, маркировка, а как следствие, и технические характеристики применяемых марок сталей и сплавов отличаются от наших ГОСТ, но по основным свойствам, режимам обработки, химическому составу они все-таки достаточно близки, поэтому вполне возможно, что при изготовлении и производстве стальных фланцев по иностранным стандартам, можно подобрать стали регламентированные нашими или близкие по основным свойствам и химическому составу.

В нынешних экономических условиях, производство и изготовление стальных фланцев приобретает все более широкие формы сотрудничества, в Россию, поставляется все больше новейшего технологического оборудования, которое требует периодического ремонта в процессе эксплуатации, вот на этом этапе и возникает необходимость производства ремонтируемых узлов и агрегатов (в том числе и стальные фланцы). Возможность замены зарубежных материалов изготовления на отечественные материалы, является необходимой задачей при ремонте и замене отдельных узлов и агрегатов оборудования.

Фланцевое соединение

Фланец - это деталь, с помощью которой соединяют между собой трубы, СВЧ-волноводы и трубопроводную арматуру. Внешне выглядит как кольцо или плоский диск с отверстиями для болтов и шпилек, расположенными равномерно по его окружности. Кроме круглых, выпускаются также прямоугольные фланцы - их используют в основном в присоединительных узлах для задвижек и клапанов, где давление не превышает 4 МПа. Фланцы всегда используются попарно. Если говорить очень грубо и упрощенно, фланцевое соединение создается так: с одной стороны фланец соединяется с трубой (чаще всего он приваривается), а с другой - со вторым фланцем (с помощью болтов, гаек, шайб или шпилек). Между двумя фланцами обязательно кладется уплотнительная прокладка. Она обеспечивает герметичность.

Основные типы фланцев:

По конструкции фланцы делятся на:

• Плоские приварные
• Приварные встык
• Свободные на приварном кольце.

Фланцы, приварные встык, также называют воротниковыми. У них в средней части есть выступ в виде усеченного конуса - «воротник». При соединении деталей именно этот выступ приваривают к торцу трубы.

Чем отличаются разные типы фланцев?

В российской промышленности чаще всего используют детали следующих типов:

• Фланец стальной приварной плоский, ГОСТ 12820-80
• Фланец стальной приварной воротниковый, ГОСТ 12821-80
• Фланец стальной с внутренней резьбой, изготовленный по DIN 25662, либо по новому аналогичному стандарту - DIN EN 1092-1 (тип 13B)

Фланец приварной воротниковый (ГОСТ 12821-80) можно использовать в соединительных узлах систем с высоким давлением - до 20 МПа, или до 200 кгс/см2. Условный диаметр прохода у них может быть не более 1600 мм. Воротниковые фланцы выдерживают экстремальные температуры. Самые «стойкие» модели можно эксплуатировать в диапазоне от -253°С до +600°С. При создании соединения приварной воротниковый фланец закрепляют одним сварным швом так, чтобы торец трубы обязательно соединялся с "воротником" фланца. Фланцы с внутренней резьбой используют в системах с малым давлением для соединения труб, монтажа запорной и измерительной арматуры. Максимальное рабочее давление - 1.6 технических атмосфер, или 16 кгс/см2. Температура рабочей среды согласно стандарту 2566 может быть от -30°С до +450°С. По внутреннему диаметру детали выполняется метрическая резьба определенных параметров, которая подбирается под соответствующую поверхность трубы или арматуры.

При подборе фланцев важно знать:

• Размеры деталей, к которым будет монтироваться фланцевое соединение - под них подбираются размеры фланца, в частности, условный диаметр прохода
• Рабочее давление в системе, для которой предназначено фланцевое соединение
• Присоединительные размеры - в соответствии с присоединительным рядом 1 или рядом 2 во фланце делается разное количество отверстий под крепежные элементы (болты, шпильки), также будут отличаться их диаметры
• Исполнение уплотнительной поверхности - у приварных воротниковых фланцев по ГОСТу возможно 9 вариантов исполнения под определенные поверхности: с шипом, пазом, соединительным выступом под 45° и под прямым углом, под прокладку овального сечения, под линзовую прокладку и т.п.

Фланцевые соединения являются широко распространенными способами соединения труб в промышленности и в жилищном строительстве. Наличие разборного соединения в виде фланцев позволяет разбирать трубопровод, что особенно важно при его ремонте. Используя рекомендации сотрудников компании SmartInox давайте разберемся какие существуют виды фланцев, их способы соединения и из чего их изготавливают.

Где применяются фланцы?

Трубопроводы используются во многих отраслях хозяйства. Они применяются в энергетике, нефтехимии, фармацевтике, металлургии и химической промышленности.

Современный трубопровод представляет собой сложную систему, которая должна отвечать определенным требованиям и состоит из ряда отдельных элементов. Важными компонентами трубопровода являются фланцы, которые предназначены для герметичного соединения отдельных , арматуры и технологических устройств. Например, с помощью фланцев устанавливаются фильтры и краны.

Технические характеристики фланцев, как и всего трубопровода, зависят от назначения системы и транспортируемой по трубопроводу рабочей среды. По этим параметрам выбирается фланца и требования по давлению и температуре, которые он должен выдерживать при работе.

Фланцевые крепления фиксируются с помощью болтов или шпилек с гайками. Такое крепление позволяет выдерживать соединению высокое . Однако монтаж и демонтаж такого крепления занимает много времени. Поэтому чаще такое крепление используется на трубопроводах, которые не подлежат разборке для чистки. В частности, фланцевые соединения часто используются на заводах, производящих спирт и вино, но почти не используются на молочных заводах, где регулярно промывают систему.

Основные характеристики фланцев приведены в стандартах ГОСТ 12820-80, 12821-80, 12822-80.

Виды фланцев по способу соединения

По этому критерию фланцы из нержавейки делятся на следующие группы:

• приварные плоские;
• воротниковые;
• свободные на приварном кольце;
• с внутренней резьбой;
• с резьбовым хвостовиком.

Приварные плоские

Приварной плоский фланец имеет внутренний диаметр больше, чем внешний диаметр трубы. Он надевается на трубу и приваривается. Такой вид фланца не требует особой устойчивости к коррозии. Его применения становится оправданным, если агрессивной является внешняя среда.

Изделия этого типа могут выдерживать температуру от -70 до + 450 ºС и давление от 0,1 до 2,5 МПа.

Воротниковые

Фланец воротникового типа приваривается к трубе встык. Этот тип фланца имеет выступ («воротник)» в виде усеченного конуса, что уменьшает площадь сварных швов. В этом случае происходит контакт поверхности фланца из нержавейки с протекающей по трубе коррозийной жидкостью.

Такой фланец может выдерживать температурные скачки от -70 до +600 градусов и давление до 20 МПа. Фланец такого типа обеспечивает высокую надежность и герметичность стыка труб.

Свободные на приварном кольце

Свободный фланец на приварном кольце состоит из кольца, которое приваривается к трубе и фланца. При этом фланец может свободно двигаться и вращаться. Благодаря этому для соединения двух труб нет необходимости в их повороте. Такие соединения используются при монтаже в труднодоступных местах или при необходимости частого ремонта данного участка трубопровода.

Фланец такого типа рассчитан на использование при давлении до 2,5 МПа и температуре от -30 до +300 ºС.

С внутренней резьбой

Фланец с внутренней резьбой – это кольцо, в котором по внешнему краю располагаются отверстия для болтов крепления, а по внутреннему диаметру нарезана резьба. Такой фланец предназначен для обеспечения соединений труб небольшого сечения (6-200 мм), работающих при малом давлении.

Допустимая температура для такого фланца от -50 до +510 ºС.

С резьбовым хвостовиком

В водопроводах и системах теплоснабжения иногда используются фланцы с резьбовым хвостовиком. Такой фланец обычно изготавливают из воротникового фланца.

Он может иметь диаметр от 15 до 100 мм, работать при давлениях до 1,6 МПа и температурах от -40 до +300 ºС.

Виды фланцев по поверхности присоединения

Основной задачей поверхностей присоединения фланцев является получение герметичности соединения. При этом для создания герметичности фланцевого соединения могут быть использованы различные прокладки.

Для рабочего давления ниже 6 МПа используются неметаллические прокладки (паронит, фторопласт). Для давления большего 6 МПа используются металлические прокладки (линзовые, овальные, восьмиугольные).

Фланцы могут иметь 9 видов исполнения:

1. с соединительным выступом;
2. с выступом;
3. с впадиной;
4. с шипом;
5. с пазом;
6. под прокладку с овальным сечением;
7. под прокладку линзовую;
8. с пазом под прокладку из фторопласта;
9. с шипом под прокладку из фторопласта.

Выбор исполнения фланца зависит от его применения, в том числе от поверхности присоединяемого элемента, рабочего давления системы, диаметра трубы, материала фланца.

Используемые материалы

Фланцевое соединение — очень важный участок трубопровода, поскольку соединение труб является наиболее слабым звеном системы. Если соединение подвергается коррозии, а кроме того, трубопровод работает при высоких температурах и давлениях, то фланцы должны быть сделаны из высококачественного материала. Таким материалом является чаще всего нержавеющая сталь. Она не требует предварительной .

Поскольку нержавейка — довольно дорогой материал, то нержавеющие фланцы применяются при наличии определенных условий. Например, они могут быть использованы при высоких рабочих давлениях или температурах. Такие фланцы становятся незаменимыми при работе в условиях наличия среды с повышенной опасностью коррозии.

Нержавеющие фланцы используются для герметичных разборных агрегатов и трубопроводов в различных отраслях хозяйства. Такие фланцы часто изготавливаются из нержавеющей стали марок 12Х18Н10Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 10Х17 Н13М3Т.

При этом из первой марки стали изготавливаются фланцы, работающие в линиях пищевой или фармацевтической промышленности, а также в условиях агрессивной химической среды. Фланцы из второй марки стали используются в агрессивной воздушной среде, а фланцы из третьей марки стали могут работать при высокой температуре в среде серной или уксусной кислот.

Свойства обусловлены наличием в ней легирующих присадок (никель и хром) и наноприсадок (титан, молибден и т.п.). Например, добавка в сталь марки 12Х18Н10Т титана делает эту сталь хладостойкой, и она может нормально работать в криогенных системах, температура которых около -270 ºС.

Процесс изготовления фланцев из нержавеющей стали состоит в выплавке в дуговой печи , которая разливается в изложницы. Из слитков путем , штамповки, резки, гибки и сварки изготавливаются фланцы.

Приварка фланцев к трубе своими руками

Сварка приварного плоского фланца с трубой с помощью электродуговой сварки делается так:

1. Подготовить электросварочный аппарат. Подобрать подходящий электрод, лучше рутиловый.
2. Подготовить отрезок трубы и фланец. Отверстие во фланце должно быть больше внешнего диаметра трубы на 2- 3 мм.
3. Положить фланец на рабочий стол. Вставить трубу в отверстие фланца.
4. При этом конец трубы должен быть расположен на 1,5-2 мм выше нижней поверхности фланца. Такое взаимное расположение свариваемых деталей можно обеспечить на глаз или с использованием маркера.
5. Включить электросварочный аппарат и произвести прихватку фланца в 4 местах, контролируя расположение трубы по вертикали и по горизонтали относительно нижней поверхности фланца.
6. Обварить фланец с наружной стороны. Для обеспечения герметичности и получения ровного шва сварка производится в 2 этапа. Сначала проваривается корень.
7. Молотком отбить шлак и произвести облицовочную сварку. При этом для получения более гладкого шва электродом производятся волнообразные движения.
8. Произвести сварку трубы и фланца с внутренней стороны. Здесь кладется 1 шов.
9. Молотком отбить образовавшийся при сварке шлак.
10. Выключить сварочный аппарат и отключить его от сети.

• В используемых в промышленности трубопроводах часто используются фланцевые соединения.
• Для соединения труб и подключения арматуры в трубопроводах, работающих с агрессивными средами в условиях повышенных давления и температуры, используются фланцы из нержавеющей стали, обладающие устойчивостью к коррозии.
• Промышленность выпускает разные виды нержавеющих фланцев, большинство из которых крепится к трубам с помощью .

Cтраница 1

Соединительные фланцы бывают двух видов - плоские и с вы - точками.  

Разбалчивают соединительный фланец мачты, после чего вручную ее верхнюю секцию укладывают на обрез трубы по хорде и закрепляют к концу грузового каната. Снятое звено, страхуя веревкой, пропущенной через наружную скобу, плавно опускают за обрез трубы, а затем грузовой лебедкой опускают на землю. В аналогичной последовательности демонтируют нижнее звено мачты укосины, затем разбирают вначале нижнюю, а затем верхнюю площадки, используя для промежуточного складирования их элементов светофорную площадку дымовой трубы.  

Размеры соединительных фланцев определяются в зависимости от давления в трубопроводе.  

Поверхности соединительных фланцев деталей корпуса должны быть плоскими, без забоин и неровностей. При проверке на плите зазор не должен превышать 0 1 мм.  

После скрепления соединительных фланцев с маховиком производится проверка его положения по отвесу и вала по расхождению щек.  

Входной патрубок имеет соединительный фланец, с помощью которого вентиль присоединяют к сосуду или аппарату в случаях, когда сварка невозможна.  

Клапан монтируется между соединительными фланцами газопровода в непосредственной близости от арматуры скважины. Шток клапана должен находится в вертикальном положении, а газ, проходящий через корпус клапана, должен иметь направление стрелки, нанесенной на корпусе клапана. Уплотнением фланцев служат металлические уплотнительные кольца, установленные по обеим сторонам корпуса. Импульсная трубка одним концом подсоединяется к отверстию штуцера, а другим - к газопроводу после клапана на расстоянии 0 8 - 1 0 м от фланца клапана. При установке импульсной трубки необходимо цилиндр клапана заполнить солидолом.  

Клапан монтируется между соединительными фланцами газопровода в удобном по условиям эксплуатации и технологической обвязки месте. Уплотнение между фланцами газопровода и клапана достигается металлическими кольцами.