В трубопроводах промышленного назначения к соединениям отдельных участков труб относятся с большой осторожностью. В них недостаточно просто собрать трубы посредством муфтовой резьбы или сварить их вместе. Полученные в итоге соединения будут либо слишком ненадежными, либо неразборными. Ни первый, ни второй вариант нас не устраивает.
Людям необходимо сформировать соединение очень прочное, способное обеспечивать герметизацию для труб больших диаметров, но при этом позволяющее разобрать его в случае необходимости.
Идеальный вариант на данный момент – использование фланцев. В особенности популярны фланцы прижимные плоские и приварные.
Cодержание статьи
Назначение и конструкция
Изначально фланцы могут показаться вам необычными, однако единожды поняв принцип их работы, вы поймете, почему это оборудование так популярно в промышленности.
Фланец – это специальная приварная пластина, преимущественно круглой формы с отверстием внутри. Стандартный фланец выглядит как металлическое кольцо с определенным наружным и внутренним диаметром. Наружный диаметр отражает габарит фланца. Внутренний обозначает размер его условного прохода.
По периметру кольца во фланцах просверливают дырки. Дырки эти необходимы, чтобы в будущем иметь возможность соединить фланцы с помощью болтов или шпилек.
Изделия эти бывают разными. Самые популярные – фланцы плоские. Также известны на рынке модели воротниковые.
Фланцы стальные плоские, как мы уже отметили выше, выглядят как укрупненная металлическая шайба, с наружным диаметром от 60-80 см и толщиной от 10 мм. Воротниковые изделия отличаются за счет наличия в них так называемого воротника – металлического выступа приваренного к одной из сторон пластины по внутренней окружности.
Воротниковый выступ упрощает монтаж фланца, позволяет устанавливать его не только с помощью сварки, но и с помощью резьбовых соединений.
Способы соединения
Фланцы стальные плоские используются только в паре. Для этого применяют следующую схему:
- На подходящие по размеру трубы подбирают фланцы нужных диаметров.
- Подсоединяют к торцам труб по одному фланцевому изделию. Способ соединения выбирают в зависимости от модели. Если рассматривается плоский нержавеющий образец или его аналоги, то скорее всего будут пользоваться сваркой.
- Устанавливают уплотнительные прокладки и другие элементы для улучшения герметизации.
- Стягивают фланцевые пластины между собой с помощью болтов или шпилек.
На подбор труб влияет материал, размер и другие подобные характеристики. В первую очередь смотрят на материал. Если рассматривается нержавеющий фланец, то лучше всего крепить его на трубы такого же типа. В противном случае у вас могут появиться различные неприятности.
Что же до диаметров, то тут у хозяев большая свобода, однако соответствие диаметров между двумя заготовками все же ставится в приоритет.
Подсоединяют образцы к торцам труб с помощью сварки. У плоских фланцевых моделей практически нет альтернатив сварному соединению, да и существенных минусов у такой технологии нет. В отличие от капитальной сварки двух торцов, приварка фланцевых пластин не делает трубу неразъемной, а лишь подготавливает ее к дальнейшей обработке.
Наличие уплотнительных прокладок в современных деталях – практически стандарт. Прокладки укладывают в специальные внутренние канавки, прорезанные по ответной части пластины. Прокладки делаются из резины или силикона, их задача довольно тривиальна – обеспечение герметизации соединения. Герметизация возможна за счет сжатия пластин между собой.
Сами пластины соединяются с помощью болтов и шпилек. Вот для чего собственно эти отверстия по периметру и прорезывают. В них продевают болт или шпильку, а затем с другой стороны затягивают гайкой.
Если используется шпилька, то затяжка происходит с двух сторон. Шпильки удобнее и практичнее, когда к фланцевому соединению можно подступиться, в противном случае лучше обойтись болтами.
Плюсы и минусы
Рассмотрим основные особенности таких соединений. Так ли они хороши, как о них говорят? Ведь не зря же производственники постоянно указывают на фактическую безальтернативность данного подхода.
Основные плюсы:
- возможность разобрать фланцевый узел;
- удобство при монтаже;
- хорошая герметичность;
- возможность подобрать деталь нужных размеров и параметров;
- удобство при работе с трубами крупных диаметров;
- возможность работать с трубопроводами, которые транспортируют носители любого типа, при любых температурах и любом давлении в системе.
Основной плюс – мобильность. Чтобы бы там кто не говорил, но именно возможность разобрать такой тип соединения легко и быстро делает его столь популярным.
Дело в том, что промышленные трубопроводы – это отнюдь не стандартные гражданские системы водоснабжения. При их строительстве ставятся иные приоритеты, да и воздействия на них приходятся другие.
Сегодня ветки решили собрать с помощью обычного узла, завтра туда решили интегрировать клапан, послезавтра от клапана избавились, а на его месте вмонтировали тройник с вентильной задвижкой. Это вполне нормальный рабочий процесс для ветки трубопровода промышленного предприятия.
Не будем забывать про различные поломки, передислокацию оборудования и т.д. Можно конечно обратиться к резьбовым муфтам, однако их герметичность оставляет желать лучшего.
Фланцы же имеют простую структуру, легко собираются в единый рабочий узел и крайне функциональны.
Основные минусы:
- цена;
- увеличенный вес;
- усложнение процесса монтажа.
Тут все и так понятно. Фланец – металлическая пластина из добротного металла, имеющая внушительный, если сравнивать ее со стандартными муфтами или переходниками труб водоснабжения, вес. Следовательно, стоят они на порядок дороже обычных фитингов.
Второй момент – скорость монтажа. Пластины нужно прикрепить к торцу трубы. Торец трубы тоже заранее зачищают. Крепление происходит путем сваривания, после застывания швов их еще надо стянуть болтами. Очевидно, что этот рабочий процесс по скорости проигрывает установке резьбовых или обжимных муфт.
Документация и характеристики
Фланцы – продукция промышленного назначения, следовательно, производят ее пользуясь рядом стандартов. Стандарты эти описаны в ГОСТах.
Самый популярный ГОСТ – 12820-80 – он отвечает за приварные фланцевые изделия, преимущественно воротникового типа.
Все основные характеристики фланцев, так или иначе, узнают из ГОСТов. Этой же документацией пользуются производители, когда хотят выполнить ту или иную модель.
Отступать от заветов, данных в ГОСТах нельзя. Все производство строго унифицировано и регламентировано, если деталь не подходит по стандартам – ее забраковывают и не пускают на рынок.
Такая строгость вполне оправдана. В промышленности и трубопроводах серьезного назначения нет места неточностям, они слишком дорого обходятся в будущем. Это же упрощает взаимодействие с покупателями. Покупателю достаточно посмотреть в текущий актуальный ГОСТ, чтобы определить весь рабочий сортамент и подобрать те образцы, которые необходимы именно ему.
Мы рекомендуем обращаться к государственным стандартам в первую очередь.
Плоский фланец по ГОСТу (видео)
https://www.youtube.com/watch?v=4axAnL3DrYQ
На что смотреть?
Главные характеристики – имеющие реальное влияние – вес, рабочее давление и ДУ или диаметр условного прохода. Эти свойства нельзя игнорировать.
В первую очередь смотрят на давление. Стандартные изделия рассчитываются на разные уровни давления, от 10 до 25 и больше бар. Чем выше уровень давления, тем прочнее и качественнее пластина.
ДУ – диаметр условного прохода, характеристика, отвечающая за условный проход через пластину. Если говорить по-простому – то ДУ почти точно отвечает диаметру внутреннего отверстия фланцевой пластины. Почти, но не полностью.
Как правило, ДУ на несколько миллиметров все же отличается в большую сторону. Что надо учитывать.
Вес зависит от первых двух характеристик и еще нескольких других. В отличие от обычных фитингов, фланцы могут весить до нескольких килограмм.
Например, фланец:
- ДУ 25 весит 640 грамм;
- ДУ 100 весит 2,85 килограмма;
- ДУ 150 весит 4,39 килограмма и т.д.
Значения могут различаться в зависимости от наружного диаметра пластины, количества прорезанных отверстий, уровня рабочего давления, используемого материала и т.д.
