Типы фланцев

Соединение стальных труб, аппаратов, резервуаров с помощью фланцев, выполняющих функцию опор для крепежных болтов, – герметичное и прочное. Легко поддаваясь разборке, оно позволяет без ущерба осуществлять профилактику, демонтаж, модернизацию трубопроводов. Разнообразие типов фланцев, конструктивных исполнений, материалов изготовления обеспечивает широкие возможности для применения изделий в промышленных и коммунальных целях.

Стандартизация фланцев российскими и зарубежными нормами

Фланцевое соединение трубопроводов эффективно используется в различных отраслях и странах. Параметры и типы стальных фланцев регламентированы требованиями российских, европейских, американских стандартов. Отступление от норм возможно при необходимости соединения деталей или трубопроводов, выполненных по различным стандартам. В этих случаях фланцы изготавливаются по индивидуальным заказам и чертежам заказчков.

Отечественная нормативная документация на фланцы представлена рядом действующих государственных и отраслевых стандартов, альбомами типовых конструкций. В Европе общепризнанными являются стандарты DIN, разработанные институтом стандартизации Германии. Европейским комитетом стандартизации издаются стандарты EN, эквивалентные немецким нормам и устраняющие технические барьеры при межгосударственном согласовании.

Подробно типы фланцев с условным диаметром в диапазоне 1/2-60 дюймов описаны в стандартах США – ASME/ANSI. Им присвоены названия в соответствии с конфигурацией и способом соединения. Для высоких показателей давления Американский институт нефти разработал фланцы API 6A со свойствами материала изготовления, соответствующими эксплуатационным условиям.

Воротниковые фланцы

Приваренные встык к торцам труб фланцы воротниковые обеспечивают устойчивость соединения к экстремальным температурам, угрозам деформаций. Наличие шейки для приварки позволяет эксплуатировать их в жестких условиях. Одинаковый с внутренними диаметрами труб диаметр отверстия фланца исключает препятствия на пути прохождения потока жидкости, способствует снижению турбулентных явлений.

Накидные фланцы

Плоские накидные фланцы, насаживаемые при монтаже на трубу, закрепляются сварным швом. Собранное фланцевое соединение характеризуется местным уширением транспортного канала трубопроводной системы. Локальное замедление движения потока жидкости может увеличить нагрузку, вызвав появление турбулентных вихрей в трубопроводе.

Раструбные фланцы

Имеющие впадину для выполнения сварного шва, раструбные фланцы также предназначены для насадки на трубу с последующим привариванием к ней. Радиус центрального отверстия превышает радиус трубы, поэтому в соединении не наблюдается уширения канала. Применение данного вида ограничено в связи с угрозой разрыва и возможности появления коррозии.

Свободно вращающиеся фланцы

Беспрепятственно двигаться вдоль труб способны свободно вращающиеся фланцы, не имеющие на поверхностях выпуклостей. Они привариваются внахлест к концевому приварному кольцу либо служат дополнительными комплектующими элементами в соединениях, образованных посредством других типов фланцев. Свободные фланцы обеспечивают легкость стыковки болтовых отверстий соединяемых частей трубопроводной системы. Они применяются при монтажных и ремонтных работах в труднодоступных местах и на участках систем, которые часто подвергаются разборке.

Резьбовые фланцы

С большими предосторожностями по отношению к температурным колебаниям и механическим деформациям используются фланцы с резьбой. Их преимущество заключается в возможности сборки, не прибегая к сварному методу. Это качество ценится на трубопроводах высокого давления, где проведение сварочных работ строго регламентировано нормами безопасности.

Фланцевые заглушки и патрубки

Помимо основных типов существуют иные разновидности изделий. Для закрытия концевых участков трубопроводов служат фланцевые заглушки. В них отсутствует центральное отверстие, монтаж выполняется на сварке. Фланцевые патрубки, фиксируемые внахлест, используются при невысоком давлении. К специальному разряду относятся фланцы с удлиненным воротником, с буртиком, расширительные и переходные.

Типы уплотнительной поверхности

Герметизирующие трубопроводные соединения фланцы имеют обработанные поверхности. От их формы зависит расположение уплотнительных колец или прокладок. Выбор уплотнительной поверхности обуславливается наличием веществ, содержащихся в рабочей среде, и давлением в системе. Различные типы фланцев могут изготавливаться в следующих исполнениях:

• фланцы с торцевым соединительным выступом и без него;
• фланцы с шипом, с пазом;
• с выступом, имеющим в обиходе название «папа», и с впадиной «мама»;
• фланцы под стальную прокладку с пазом и без него;
• с пазом под фторопластовую прокладку;
• фланцы под линзовое уплотнение;
• фланцы для диафрагмы.

Применение в производстве фланцев марок стали

Производство фланцев предусматривает использование различных сталей, обусловленных условиями эксплуатации. Среди них – высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаропрочные сплавы. Материал фланцев, как правило, соответствует материалу труб. Для трубопроводов, не требовательных к высоким эксплуатационным характеристикам, фланцы выпускаются из углеродистых сталей 3, 20.

Применение фланцев для районов с холодным климатом либо для криогенной температуры понуждает использовать при их изготовлении конструкционную низколегированную сталь 09Г2С. Свойства нержавеющей аустенитной стали 12Х18Н10Т играют позитивную роль в производстве фланцев, эксплуатируемых в соприкосновении с растворами уксусной, азотной, фосфорной кислот. В щелочных и солевых растворах она применяется для изделий, функционирующих в температурном диапазоне от –196°С до +600°С.