Фланец

Характеристики фланцев

Параметры всех размеров фланцев зависят от номинального давления, регламентируются ГОСТ 12820-80.

Основными характеристиками являются:

• наружный диаметр: от 75 до 1175 мм;
• диаметр внутреннего отверстия: от 8 до 1200 мм;
• номинальная масса: от 0.25 до 52.58 кг;
• Ду: от 10 до 1200;
• межосевое расстояние: от 60 до 1160 мм;
• количество отверстий: от 4 до 32;
• номинальный диаметр болтов или шпилек: от М12 до М36;
• наибольшая толщина фланца: от 8 до 62 мм.

Фланцевое соединение включает в себя пару фланцев, комплект крепежа и прокладок.

При выборе фланцев следует учитывать следующие параметры:

Рабочее давление имеет большое значение при производстве и эксплуатации фланцев. Размеры и вес изделия прямо пропорциональны его величине. Давление обозначается Ру и находится в диапазоне значений от 0,1 МПа до 250 МПа или от 1 до 25 кгс/см2. Закладывается данный параметр на этапе конструирования трубопроводов. Чем выше давление, тем сложнее выполнить обеспечение герметичности фланцев для магистральных трубопроводов.

Чтобы обеспечить высокую надежность соединения, необходимо осуществить правильный выбор материала для фланца с учетом условий эксплуатации и агрессивности среды. Прокладочные материалы должны быть мягче, чем материал самого фланца.

Размеры фланцев определяются ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 12822-80.

• D – наружный диаметр фланца;
• D1 – межосевое расстояние крепежных отверстий;
• D2 — диаметр прижимной поверхности (зеркала);
• dв — внутренний диаметр фланца;
• b — толщина фланца;
• h — высота зеркала;
• dn –диаметр отверстий под шпильки и болты.

Типы. Насчитывается 6 основных типов фланцев:

• Тип 1 - стальные плоские приварные применяются для соединения стальных труб с трубопроводной арматурой (компенсаторы, шаровые краны, дисковые затворы, чугунные и стальные задвижки, обратные клапаны, фланцевые фильтры, насосы). Номинальное давление варьируется в пределах от 0,6 до 2,5 МПа или от 6 до 25 кгс/см2. К примеру, условное обозначение "Фланец 150-10-01-1-В-Ст 20-IV-dB 161 ГОСТ 33259-2015" имеет характеристики: номинальный диаметр 150 мм, исполнение - В, ряд - 1, тип - 01, номинальное давление PN=1 МПа, материал сталь 20, выполнен по IV группе контроля, диаметр трубы dB=161 мм.
• Тип 2 - стальные плоские свободные на приварном кольце включают в свой состав сам фланец и кольцо такого же диаметра. Кольцо фиксируется с помощью сварки, а фланец остается свободным. Такая конструкция облегчает монтаж фланцевых соединений в неудобных или труднодоступных местах. Данный тип актуален в случаях, когда необходим их частый демонтаж и ремонт. Пример условного обозначения - Фланец 50-10-02-1 -Ст 25- IV ГОСТ Р 54432-2011. Характеристики: номинальный диаметр 50 мм, ряд - 1, тип - 02, номинальное давление PN=1 МПа, материал сталь 25, выполнен по IV группе контроля; Кольцо 50-10-02-1-D-Ст 25- IV ГОСТ Р 54432-2011 имеет параметры: номинальный диаметр 50 мм, ряд - 1, тип - 02, исполнение D, номинальное давление PN=1 МПа, материал сталь 25, выполнен по IV группе контроля.
• Тип 3 - фланцы стальные плоские свободные на отбортовке хорошо подходят для трубопроводов, выполненных из цветных металлов. Для их использования необходима видоизменить конец трубы для образования плоской упорной поверхности. Пример условного обозначения: Фланец ст.12х18н10т 3-200-16 ГОСТ 12820-80 имеет характеристики: условный проход Ду = 200, PN = 1,6 МПа, материал сталь 12Х18Н10Т, исполнение 3.
• Тип 4 - стальные плоские свободные на хомуте под приварку. При их монтаже применяют хомут вместо замкнутого кольца.
• Тип 11 - фланцы стальные приварные встык (воротниковые фланцы) присоединяется методом сварки одного шва. Он соединяющим встык «воротник» фланца с торцом трубы. Внутренний диаметр воротникового фланца равен диаметру трубы. Пример обозначения: Фланец 50-10-11 -1-М-Ст 20-IV ГОСТ 33259-2015. Характеристики: номинальный диаметр 150 мм, исполнение - В, ряд - 1, тип - 11, исполнение М, номинальное давление PN=1 МПа, материал сталь 20, выполнен по IV группе контроля.
• Тип 21 - фланцы корпуса арматуры (сосудов и аппаратов).

Первые три типа фланцев надеваются на трубу и привариваются непосредственно к ней. 2, 3, 4 типы - фланцы свободные. Их особенность состоит в том, что диаметр внутреннего отверстия превышает величину наружного диаметра трубы. Благодаря этому они легко проворачиваются на трубе, что значительно облегчает монтаж. В соответствии с ГОСТ 33259-2015 для типов 1, 2, 11 и 21 существуют два ряда размеров. Предпочтение отдают ряду 1.

Плоские фланцы изготавливают по ГОСТ 12820-80, стальные приварные встык воротниковые фланцы - по ГОСТ 12821-80, стальные плоские свободные на приварном кольце - по ГОСТ 12821-80.

Особым видом фланцев является поворотный фланец. Он облегчает выравнивание отверстий под крепеж между двумя соединенными фланцами. Благодаря этому легче производить установку трубопроводов с большими диаметрами, морских и подводных трубопроводов, осуществлять работы на мелководье и подобных условиях. Поворотные фланцы применяются в нефтехимической и водохозяйственной сферах.

Материалы изготовления

Для изготовления фланцев используются углеродистая, низколегированная, высоколегированная, нелегированная, коррозионно-стойкая, теплоустойчивая сталь; серый чугун марок СЧ 15, СЧ 20;высокопрочный чугун ─ ВЧ 40, ВЧ 45, ковкий чугун марок КЧ 30-6.

Технология изготовления должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить неукоснительное соблюдение форм, размеров и механических свойств детали.

Фланцы типов 1, 2, 3, 4 выполняют из листового проката. Их можно сделать сварными при условии качественного выполнения сварных швов, соблюдения полного провара. Фланцы 11 типа выполняют из штампованных заготовок и поковок, недопустимо их изготовление из листового проката.

Самыми современными методами изготовления фланцев являются горячая обработка металлов давлением: прокатка, ковка, штамповка. Лучшие результаты имеет изготовление фланцев горячей штамповкой и последующей термообработкой. Горячештампованные поковки - основной вид заготовок для фланцев трубопроводной арматуры.

При расчёте фланцевого соединения необходимо решить несколько задач: установить высокую прочность, жесткость и герметичность. Фланцевые соединения штуцеров не рассчитываются на прочность. Они стандартизованы, для каждого вида штуцера определен свой наружный диаметр патрубка, его толщина, условный диаметр штуцера и его общая высота.

Виды фланцев

По конструкции фланцы классифицируют на:

• свободные имеют в своем составе приварное кольцо и накидной фланец одинакового диаметра, удобны в монтаже;
• цельные выполнены из кольца и втулки, которые неразъемно соединены между собой.

По назначению фланцевые соединения подразделяются на соединения для:

• сосудов и аппаратов, используются для оборудования систем теплообеспечения, перегонки нефти, емкостей под резервацию;
• арматуры и трубопроводов, применяются в отраслях транспортного, трубного, жилищно-коммунального хозяйств.

Исполнения фланцев

Фланцы имеют девять исполнений в зависимости от рабочего давления, поверхности фланцев и перемещаемой среды. ГОСТ 12815—80 регулирует исполнение фланцев и их соединений по ГОСТ 12820—80 и ГОСТ 12821—80.

Типы исполнений:

• 1 — с соединительным выступом;
• 2 — с выступом;
• 3 — с впадиной.
• 4 — с шипом.
• 5 — с пазом.
• 6 — под линзовую прокладку.
• 7 — под прокладку овального сечения.
• 8 — с шипом под фторопластовую прокладку.
• 9 — с пазом под фторопластовую прокладку.

ГОСТ 33259-2015 введен в действие в РФ в качестве национального стандарта 1.04.2016 года взамен ГОСТ 12815-80, ГОСТ 12816-80, ГОСТ 12817-80, ГОСТ 12818-80, ГОСТ 12819-80, ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 12822-80, ГОСТ Р 54432-2011, которые были отменены 1.04.2017 года. Новый стандарт устанавливает размеры и конструкцию, типы, маркировку, техтребования, типы уплотнительных поверхностей флацев стальных и чугунных, а также их испытание и контроль. В ГОСТ 33259-2015 указаны рекомендации по выбору фланцевых соединений в зависимости от параметров рабочей среды.

ГОСТ 12815-80 ... ГОСТ 12822-80 «Фланцы арматуры, соединительных частей трубопроводов» с 01.04.2012 заменены на ГОСТ Р 54432—2011 «Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление от PN 1 до PN 200. Конструкция, размеры и общие требования».

Способы изготовления

Ковка считается самым дешевым, технологичным, простым и производительным методом изготовления фланцев. Она не требует усердной подготовки. Сырьем служит сортовой прокат. Для каждого размера фланца требуется своя форма, коэффициент использования металла низкий, оборудование дорогостоящее.

Штамповка в закрытых штампах - экономически выгодный, самый производительный способ. Основные затраты имеют место быть в начале производства на сортовой металл, сам штамп и оборудование. Возможно получение фланцев до Ду700 Pу2,5. Данный метод имеет небольшую цены и при хорошем качестве.

Штамповка поковок фланцев воротниковых ГОСТ 7505-89 является самым дорогим методом, который относится к обработке металлов давлением, может быть использован в кузнечно-штамповочном производстве.

Нарезка из гибки и проката - экономичный, производительный метод ввиду простоты применяемой технологии и небольшой себестоимости продукции. Коэффициент использования металла очень высок и составляет 1,5 - 1,7 по сравнению с использованием цельных листов. Для производства используется листовой прокат, допускается сваривание фланца из двух сегментов. Резка с последующим нагревом и прокаткой на фланцегибе позволяет получить изделия диаметром до Ду2200. При этом необходим контроль сварных швов методом ультразвуковой дефектоскопии. Недостаток - возможность изготовления только приварных плоских стальных фланцев.

Литейный метод позволяет производить изделия с заданными характеристиками. Фланцы, выполненные литьем, имеют хорошие параметры ударной вязкости и пластичности благодаря высокой однородности металла. Способ подразделяется на литье в землю, под давлением, центробежное электрошлаковое литье. Последний вид позволяет производить фланцы большого диаметра.

Мы производим стальные фланцы любых размеров всеми перечисленными способами. Изготавливаем по ГОСТ 12820-80, ГОСТ 33259-2015, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 28919-91.

Возможно выполнение фланцев из любых марок стали: ст20, 09Г2С, 13ХФА, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 15Х5М.

В наличии всегда есть стальные фланцы с любыми характеристиками, в том числе фланцевые соединения больших диаметров.

Изделия имеют полную сопроводительную документацию. Стальные фланцы имеют все для прохождения входного контроля по соответствию стали - химический, спектральный анализ и другие необходимые проверки. Каждая изготовленная деталь проходит проверку на соответствие требований ГОСТ.

Для Вашего удобства мы производим упаковку продукции на паллетах, ящиках, дополнительную упаковку в мешки, чтобы избежать царапин при транспортировке.