Фланцы воротниковые и плоские — арматура для организации разъемного соединения. Чтобы нарастить стандартную магистраль, переходные кольца использовать невыгодно. Изделия устанавливают между узлами, на распределительных и вводных участках, где контролируют показатели и проводят ремонт.
Арматуру применяют в производственных процессах: подключают емкости, приборы, исполнительные механизмы. С помощью металлических пластин подсоединяют устройства контроля и управления процессом: датчики, КИП.
По способу применения воротниковые и плоские фланцы разделяют на две категории. В первую группу входят изделия для использования с арматурой: переходниками, отводами, фитингами, затворами, шаровыми кранами. Назначение продукции — соединить трубы с патрубками магистралей и промышленных систем многоцелевого действия. Ко второй категории относят диски для подключения сосудов, аппаратов, резервуаров.
Производители выпускают цельнометаллическую и сборную продукцию из чугуна и стали. В РФ действуют отечественные, межгосударственные и зарубежные регламенты. Когда заказывают прокат, обязательно указывают номер ГОСТ: в разных документах ТУ отличаются.
Требования регламентирующих документов распространяются на все места сопряжения: арматуру, механизмы и машины, резервуары и аппараты.
Регламент | Сфера приложения | Условное давление | Температура | |||||
Номер | Материал | Заготовки | Pу, МПа | T, 0С | ||||
Вид | Признак | Способ изготовления или монтажа | Особенности конструкции | Min | Max | Min | Max | |
12817-80 | Чугун | серый | Литые
| - | 0,1 | 1.6 | -15 | +300 |
12818-80 | ковкий | 1,6 | 4,0 | -30 | +400 | |||
12819-80 | Сталь | - | 20 | -253 | +600 | |||
12820-80 | Сталь | Приварные | Плоские | 0,1 | 2,5 | -70 | +300 | |
12821-80 | Сталь | - | Приварные | Встык | 0,1 | 20 | -253 | +600 |
12822-80 | Сталь |
| Свободные | На приварном кольце | 0,1 | 2,5 | -30 | 300 |
12815-80 | Сталь и чугун | - | Литые и штампованные | Все типы | 0,1 | 25 |
|
|
Требования к переходным элементам для аппаратов и сосудов определяют следующие нормативные документы.
Регламент | Параметры фланцев и сосудов | Условное давление | Температура | ||||||||
Номер | Материал | Способ монтажа | Конструкция | Диаметр, мм | Pу, МПа | T, 0С | |||||
Внутренний | Наружный размер днища |
Min |
Max |
Min |
Max | ||||||
Min | Max | Min | Max | ||||||||
28759.1-90 | Сталь | Приварные встык | Плоские и воротниковые | 400 | 4000 | - | - | 0,3 | 1,6 | -70 | +300 |
28759.3-90 | 426 | 720 | 0,6 | 6,3 | +540 | ||||||
28759.4-90 | Под прокладку восьмиугольного сечения. | - | - | 6,3 | 16 |
Переходные трубопроводные элементы для фланцев и сосудов используют в химической отрасли, энергетике, нефтяной промышленности (при добыче и переработке).
ГОСТ 12815-80 содержит обновленные требования к цельнометаллическим и сварным стальным фланцам. Трубопроводные элементы предназначены для присоединения к арматуре и патрубкам резервуаров, аппаратов, приборов общего назначения. Условия работы:
В список входят плоские и воротниковые фланцы с прокладками из фторопласта-4 для эксплуатации при Pу = 0,1-20 МПа и T = -200-+200 0C.
Регламент не распространяется на соединительные кольца для судовых трубопроводов, которые соответствуют стандартам № 4433-76 и 1536-76.
ГОСТ 12815-80 присваивает плоским и воротниковым фланцам тип исполнения.
Конструкция | Конфигурация | Особенность | Способ монтажа | Тип |
Плоские | - | - | Приварные | 01 |
Свободные | На приварном кольце | 02 | ||
На отбортовке | 0,3 | |||
На хомуте под приварку | 04 | |||
Воротниковый | - | - | Приварной встык | 11 |
для корпусов арматуры | 21 |
Трубопроводную арматуру ценят за универсальность, прочность, надежность, ремонтопригодность соединений, быстрый и легкий монтаж.
Производители выпускают большой ассортимент типоразмеров, который обеспечивает высокую герметичность стыка в заданном диапазоне параметров: давления и температуры. Надежность мест сопряжения зависит от соблюдения размеров, чистоты обработки, формы опорной поверхности, выбора прокладок.
Трубопроводные элементы отличаются конструкцией и технологией монтажа с корпусом аппарата. Разновидности фланцевых соединений:
Температура эксплуатации зависит от марки стали, конструкции, нагрузки. Например, для приварного воротникового фланца из 10Х17Н13М3Т: T = от -253 до +600 0C и Pу = 1-200 кгс/см2.
Если рассматривать плоское трубопроводное кольцо (15ХМ), — T = от -40 до +300 0C и Pу = 1-25 кгс/см2.
По сравнению с плоскими шайбами, у воротниковых колец более жесткая конструкция. Типичное применение кованых и приваренных встык фланцев — стальные сварные аппараты.
Если при изготовлении оборудования производитель использует дорогие марки стали, способ удешевить товар — выбрать приварную арматуру с шейкой. Защитное кольцо применяют при условном давлении 1,6-6,4 МПа и температуре рабочей среды — не выше +300 0C.
Популярный прием сэкономить при изготовлении литья — сформировать несколько деталей за один проход. При производстве чугунных и стальных сварных аппаратов корпуса выполняют вместе с присоедильными патрубками. В литейную форму закладывают конфигурацию фланца.
Для снижения расходов на арматуру, которая работает с агрессивной средой, коррозионно-стойкие сплавы заменяют на сталь обыкновенного качества. Чтобы защитить поверхность «воротника», применяют накладки из кислотостойкого материала. Прием используют при сборке сварочных аппаратов и монтаже производственных участков. Арматуру с накладкой стыкуют с оборудованием, резервуарами, трубами.
Когда изготавливают соединительные элементы, используют мягкие материалы. Из металлов — алюминий, медь, бронзу. Применяют композиты на основе пластмасс. Конструкции устанавливают в магистралях, где условное давление не превышает 0,6 МПа.
Если напор приближается к критической отметке выбирают соединительные диски из титана и легированных сталей. Чтобы уменьшить расходы, приварное кольцо делают из недорогих материалов: Ст3СП, Ст 25.
Свободные разборные фланцы предназначены для трубопроводов, оборудования и аппаратов из керамики, стекла и других хрупких материалов. Арматуру выпускают двух исполнений:
Фланцы на бурте (утолщении) предназначены для работы при напоре Pу ≤ 10 МПа. Изделия используют в случаях:
Область применения трубопроводных колец с выпуклостями и впадинами — участки с высоким давлением и пожароопасной рабочей средой. Фланцы с резьбой используют в местах, где нежелательно выполнять сварку. Разъемные конструкции устанавливают на узлах, которые требуют частой разборки или переналадки.
Область применения фланцев со стяжными скобами — чугунные и стальные эмалированные мешалки. Детали работают при давлении 0,5-0,6 МПа. Преимущество трубопроводной арматуры:
Когда плоские диски используют в эмалированных аппаратах, скобы устанавливают вплотную.
Это наиболее популярные способы применения воротниковых и плоских фланцев разных типов.