Виды фланцевых соединений трубопроводов

Алан-э-Дейл       14.11.2022 г.

Конструктивные особенности некоторых видов разгонщиков

В основном, любое раздвижное оборудование для фланцевых соединений должно соответствовать следующими критериям:

  • Ступенчатые опорные и предохранительные части прибора обязательно выполняются из высококачественного металла;
  • Корпус прибора должен быть обработан  электро-химическим способом в целях повышения качеств его износостойкости;
  • Рабочие элементы клина должны обладать покрытием из специализированных материалов, дабы предотвратить возникновение следов коррозии и образование «заусениц», а также для уменьшения трения.

В зависимости от области назначения и общего исполнения конструкции, рассматриваемые приборы могут подразделяться на клиновидные или ступенчатые разгонщики.

Клиновидные модели

Подобное оборудование используется для раздвижки соединений, у которых размер шпилек составляет до 41 миллиметра при общей длине фланца до 92 миллиметров. Демонтировать узел с особой аккуратностью позволяет одновременное использование двух подобных устройств, которые располагаются на противоположных сторонах обрабатываемого трубопровода. При этом, палец разгонщика должен быть вставлен в отверстие на место шпильки, и только тогда обе «лапы» прибора размещают в симметричном направлении напротив друг дружки. Таким образом будет исключена избыточная нагрузка, способная вызвать несанкционированное смещение всего соединения. Далее, принудительным способом осуществляется подача масла в гидравлическую систему  (или цилиндр, если речь идет об автономной модели), которая выдвигает шток, а образующееся давление осуществляет раздвижение соединения трубы в ее срезе. С прекращением подачи масла, шток возвращается в исходное положение, а соединение фланцев закрывается.

Ступенчатые модели

Эти образцы рассматриваемого оборудования применяют для разъединения более крупных фланцевых соединений, у которых минимальный зазор должен составлять не менее 6 миллиметров. С помощью особых насадок возможно развести сочленение и на 81 миллиметр, чего будет достаточно для смены износившихся прокладок и для осуществления иных мероприятий по обслуживанию трубы. На первоначальном этапе работ, ступенчатая модель должна быть заведена в зазор про меж фланцев в перпендикулярной плоскости, при этом даже малейшего перекоса допускать нельзя. Разбор соединения производится за счет подачи масла в цилиндр гидравлики, либо за счет вращения встроенного винта внутри конструкции механического вида разгонщика. По окончанию разводки краев во внутрь сочленения устанавливают прочные предохранительные элементы, способные надежно удерживать края трубы на необходимом расстоянии, дабы обеспечить требующееся пространство для производства ремонтных или обслуживающих работ.

Варианты исполнения фланцев

Помимо классификации по материалу изготовления и способу монтажа, фланцы разделяются в зависимости от конструктивного исполнения. ГОСТ №12820 на стальные фланцы определяет 9 вариантов исполнения соединительных элементов:

  • исполнение №1 – конструкция оборудована соединительным выступом (фаской) под углом 45 градусов;
  • исполнение №2 – с выступом под углом 90;
  • исполнение №3 – с выступом на 45 и выборкой (впадиной) на внутренней торцевой части;
  • исполнение №4 – с внутренней выборкой и выступом на 90;
  • исполнение №5 – с внутренним пазом по всей окружности фланца;
  • исполнение №6 – нарезана внутренняя фаска под установку линзовой прокладки (вибровставки);
  • исполнение №7 – фаска предназначена под установки прокладки овальной формы;
  • исполнение №8 и №9 – аналогичны конфигурации №4 и №5 за исключения наличия фаски под линзовую прокладку.


Варианты исполнения фланцев

В отдельную группу относятся компрессионные фланцы, предназначенные для соединения стальных и пластиковых труб. Компрессионные конструкции состоят из двух частей – фланцевой пластины и выходящей из нее цанговой муфты под ПЭ трубу. Компрессионные фланцы предназначены для систем с давлением до 10 МПа.  Также существуют компрессионные адаптеры, посредством которых выполняется переход из пластиковой трубы на металлическую арматуру.

Вибровставка, она же вставка фланцевая, используется для снижения уровня шума и вибрации, возникающих в процессе эксплуатации трубопровода. Вибровставки выполняются из термически устойчивой резины, имеющей кордовое основание, за счет которого прокладка получает дополнительную жесткость и устойчивость к деформациям.

Вибровставки производятся в диапазоне диаметров 25-800 мм. Они могут устанавливаться на трубопроводы водоснабжения, подачи воздуха, парообразных веществ и других химически нейтральных жидкостей. Вибровставки диаметром 25-200 мм выдерживают давление до 16 МПа, 250-600 мм – до 10 МПа. Рабочая температура резиновой вибровставки до +110 градусов. Такие компенсаторы не повреждаются при линейном удлинении труб, они способны сжиматься и растягиваться на 12-20 мм, в зависимости от размера вибровставки.

Конструктивные особенности фланцевого крепежа

Фланцевый крепеж, помимо самой соединительной пластины, состоит из 3-ех элементов:

  • болта либо шпильки;
  • гайки;
  • шайбы.

Согласно положениям ГОСТ №12816, использовать болты можно на трубопроводах с давлением рабочей среды до 25 МПа, если давление в системе превышает данную величину, должна применяться монтажная шпилька (стальной стержень с резьбой но обеих концах), которая обеспечивает большую прочность стыка. В трубопроводах высокого давления (от 100 МПа) используется шпилька из 35-ой стали, при давлении до 100 МПа – шпилька из стали 20Х.

Шайбы для фланцевых соединений представляют собой стальную пластину, подкладываемую под гайку либо шапку болта с целью увеличения ее опорной площади. Для крепежа фланцев допускается применять болты, шпильки и шайбы классов прочности 8.8, 6.6 и 5.6.


Защитный кожух из листовой стали

На фланцы, установленные на трубопроводах перекачивающих агрессивные жидкости, в обязательном порядке монтируется защитный кожух (КЗХ). Кожух представляет собой чехол из гидфровобного текстиля, листовой стали либо полимерных материалов, который предотвращает расплескивание рабочей среды при потере соединением герметичности.

Защитный кожух выпускается в диаметре 15-1200 мм, наиболее распространенные кожухи из фторопласта могут эксплуатироваться при температуре от -200 до +230 градусов.

Типы фланцевых фитингов

Фланец — это деталь, имеющая различную конфигурацию. Классификация обычно производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 33259-2015 (распространяется на продукцию для трубопроводов), ГОСТ 12820-80/12821-80 (касаются изделий соединительных общего применения) и ГОСТ 9399-81 (относится к резьбовым конструкциям).

В дальнейшем рассмотрим тему применительно к герметизирующим трубным деталям.

Типы фланцев по способу соединения

Различают детали приварные и резьбовые. Стальные трубы могут быть соединены путем сварки, когда горловина стыка оформляется специальным сварным швом либо привинчиванием фланца к трубе.

Приварные

Фланцевые соединения для труб используются в трубопроводных системах с высоким давлением и температурой, а также имеющих диаметр более 50 мм. Резьба используется в трубопроводах малого диаметра, которые не подвержены механическим воздействиям: тепловому расширению, вибрациям, сжатию, динамическим колебаниям (все эти условия могут привести к постепенному разрушению резьбовых соединений).

Резьбовые

Какими бывают фланцы? Конструктивно приварные фланцы подразделяются на разъёмные и неразъёмные.

Разъемный

В первом случае на торце детали имеется минимум 4 отверстия под болты или соединительные шпильки (для стыков особой точности изготавливается дополнительное отверстие под центрирующий штифт). Прочие виды соединений – клеммные, эксцентриковые, рычажные – распространения не получили.

Классификация по способам изготовления

Любые виды рассматриваемых изделий работают в тяжёлых эксплуатационных условиях, подвергаясь постоянному или циклическому воздействию внешних сил, крутящих моментов, давлений. Для изготовления фланцевых соединителей используют следующие технологии:

  1. Литьё под давлением.
  2. Механическую обработку.
  3. Штамповку (горячую или холодную).

Литьё применяют только для производства изделий из неметаллов, которые в процессе функционирования испытывают напряжения не более 30…35 МПа. Поскольку коэффициент термического расширения таких материалов весьма мал, то напряжения сдвига можно не учитывать.

Механической обработкой на станках получают стальные фланцы из высокоуглеродистых и легированных сталей, отличающихся пониженной пластичностью. Готовые детали характеризуются высокой неравнопрочностью по отдельным сечениям и наличием концентраторов напряжений в местах перерезывания волокон. Такие изделия после точения подлежат термообработке.

Наиболее прогрессивным техпроцессом является штамповка, позволяющая за 1-2 перехода оформить на прессе необходимую по чертежу конфигурацию. В качестве исходных заготовок можно использовать прутки или поковки из малоуглеродистых (более дешёвых), а также нержавеющих сталей (последние содержат никель, повышающий пластичность). Равнопрочность штампованной продукции – наибольшая.

Классы давления фланцев

Предложены ANSI (American National Standards Institute – Американский институт стандартов) и устанавливают рекомендательные соотношения между давлением и температурой среды, прокачиваемой по трубопроводам (см. табл.):

Класс давления ANSI Предельно допускаемое давление, МПа, при температуре
От 20С до 38С Свыше 38С
150 До 2 2…3
300 До 5 5…7
600 До 10 10…15

Маркировка класса ANSI может наноситься на продукцию импортного производства

Как выполняется соединение?

Важнейшим моментом монтажа является затяжка фланцевого соединения

Важно добиться максимальной герметизации стыка

Подготовительный этап

Прежде всего, нужно осмотреть соединяемые поверхности фланцев, на них не должно быть заметно дефектов в виде выбоин и царапин. Должны отсутствовать следы коррозии.

Рекомендуется предварительно «прогнать» гайки по резьбе болта, чтобы убедиться, что на резьбе нет дефектов. Далее нужно установить новую прокладку, убедившись в том, что она стоит правильно.

При разборке и последующей сборке устанавливать старую прокладку не рекомендуется. В крайнем случае, допустимо установить 2-3 прокладки, бывших в употреблении, при условии, что они не имеют явных повреждений.

Как проводится затяжка?

Для обеспечения равномерной затяжки нужно закручивать болты в определенной последовательности. Рекомендуется выполнять работу так:

  • слегка накручивается первый болт (любой);
  • вторым затягивают (тоже слегка) болт, расположенный напротив первого;
  • третий болт, который следует слегка затянуть, расположен под углом около 90 градусов по отношению к первому и второму;
  • четвертый болт, с которым нужно работать, находится напротив третьего.

Таким образом, если используется фланец с четырьмя отверстиями, то затяжка болтов ведется по принципу «крест-накрест». Если используется деталь с шестью отверстиями, то первые четыре болта затягиваются так же, затем, работают с пятым болтом, расположенным между первым и третьим, а последним подтягивают болт, находящийся между вторым и четвертым.

Завершив этот этап, начинают постепенно подтягивать болты в той же последовательности. Чтобы обеспечить герметичное соединение, болты должны быть затянуты с определённым усилием.

Если перестараться, то можно сорвать резьбу, а если затяжка будет неравномерной, то добиться герметичности не получится. Чтобы обеспечить равномерное усилие при затяжке, используют специальные приспособления:

  • динамометрический ключ – ручной или гидравлический;
  • пневматический гайковерт;
  • натяжной механизм с гидроприводом.

После запуска трубопровода в течение первых суток эксплуатации возможно ослабление затяжки в пределах 10%. Поэтому на вторые сутки после запуска системы необходимо дополнительно подтянуть соединения.

Итак, для создания разборного соединения трубопровода могут быть использованы фланцы. Несмотря на относительную простоту выполнения фланцевых соединений, монтажные работы должны выполнять только специалисты. Особенно в том случае, если соединения выполняются на трубопроводах для транспортировки опасных сред (к примеру, бытового газа). Выполнение работ на трубопроводах, работающих под давлением, выполнение фланцевых соединений осуществляется под контролем инженеров.

Фланцевые соединения – собираем трубопровод быстро и качественно

Фланец изготавливается в виде резьбовой детали. Она чаще всего применяется для соединения металлических и полиэтиленовых водопроводов, а также газовых коммуникаций без сварки. Фланцы для сборки бытовых сетей из разных материалов имеют не только резьбу на одной стороне, но еще и обязательный уплотнитель. Последний расположен на втором конце описываемого элемента. Уплотнитель гарантирует получение герметичного и по-настоящему прочного соединения, которое при необходимости всегда можно разобрать.

Пример фланцевого соединения

Для прокладки коммуникаций можно использовать:

  1. металлические накидные фланцы;
  2. фланцы под специальные втулки (их называют буртами).

Домашним умельцам специалисты советуют соединять ПЭ трубы по второй из указанных методик. В этом случае соединение получается максимально качественным. Фланцы под втулки делают из стали 20. Фланцы для полиэтиленовых труб рассчитаны на рабочее давление до 1,6 МПа. Эти детали изготавливаются сечением от 20 до 1200 мм. Поэтому проблем с подбором подходящих элементов для создания разъемных соединений никогда не возникает. Существует несколько тонкостей сборки коммуникаций при помощи фланцев. Приводим их далее:

  • фланцы с опорой на втулки конусного типа нужно применять при работе с трубами сечением выше 200 мм;
  • легкие трубные изделия из ПЭ диаметром 150–300 мм, а также тяжелые сечением менее 150 мм лучше всего соединять с помощью фланцев с прямым буртом;
  • для повышения прочностных показателей соединения труб из разных материалов можно использовать прямые по форме втулки с особым конусным переходом.

При выборе фланцев для создания разъемных соединений обращайте особое внимание на качество крепежных элементов. На них не допускается наличия заусенцев и острых граней

Подобные дефекты могут стать причиной повреждения ПЭ труб. Фланцевое соединение полиэтиленовых труб сечением более 50 мм производится по простой схеме. Вам нужно ровно обрезать трубное изделие в месте, где оно будет состыковываться с другой частью коммуникации. После этого вы аккуратно натягиваете фланец на трубу и надеваете сверху прокладку из резины.

Такой уплотнительный элемент может заходить за сделанный срез максимум на 1 см, не более того. Затем вы надвигаете на прокладку фланец и выполняете его стыковку (используя болты) с ответным фланцем. Болты нужно затягивать очень аккуратно. Если вы будете прикладывать чрезмерные усилия при выполнении этой процедуры, полиэтиленовая труба может треснуть.

Конструктивные.

Основой этой группы характеристик является конструкция фланца. На территории Российской Федерации и стран СНГ наибольшее распространение получили три фланцевых стандарта:

  • ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.
  • ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык.
  • ГОСТ 12822-80 — фланец стальной свободный на приварном кольце.

Фланцы по трем наиболее распространенным стандартам, упомянутые выше, предназначены для соединения трубопроводной арматуры и оборудования.
В силу конструктивных особенностей условия монтажа этих фланцев различаются.

  • Фланец стальной плоский приварной. При монтаже фланец «надевается» на трубу и приваривается двумя сварными швами по окружности трубы.
  • Фланец стальной приварной встык. Монтаж такого фланца по сравнению с плоским приварным фланцем предусматривает только один соединительный сварной шов (при этом необходимо соединить встык торец трубы и «воротник» фланца), что упрощает работу и сокращает временные затраты.
  • Стальной свободный фланец на приварном кольце

    Кроме того, положительным является то, что при подборе свободных фланцев под трубу из нержавеющей стали, в целях экономии, допускается использование кольца из нержавеющей стали, а фланца — из углеродистой (табл. 1).

    состоит из двух частей — фланца и кольца. При этом, естественно, фланец и кольцо должны быть одного условного диаметра и давления. Такие фланцы отличаются по сравнению с вышеперечисленными удобством монтажа, т. к. к трубе приваривается только кольцо, а сам фланец остается свободным, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий свободного фланца с болтовыми отверстиями фланца арматуры или оборудования без поворота трубы. Они часто используются при монтаже трубопроводной арматуры и оборудования в труднодоступном месте или при частом ремонте (проверке) фланцевых соединений (например, в химической промышленности).

Тип фланца Параметры среды Марка материала
Давление условное Ру, кг/см2 Температура К (°С) Фланец
Стальной плоский приварной ГОСТ 12820-80 от 1 до 25 от -30 до 300 Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
от -70 до 300 09Г2С по ГОСТ 19281-89, 10Г2 по ГОСТ 4543-71
от -30 до 300 Стали 20, 25 по ГОСТ 1050-88
от -40 до 300 15ХМ по ГОСТ 4543-71
от -40 до 300 12Х18H9Т по ГОСТ 7769-82
Стальной приварной встык ГОСТ 12821-80 от1 до 25 от -30 до 300 Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
от 1 до 100 от -40 до 425 Стали 20, 25 по ГОСТ 1050-88
от 1 до 200 от -30 до 450
от -40 до 450 15ХМ по ГОСТ 4543-71
от -40 до 300 5Х18Н12С4ТЮ (типа) ГОСТ 5632-72
от -70 до 300
от -70 до 350 09Г2С по ГОСТ 19281-89 10Г2 по ГОСТ 4543-71
от -40 до 400 06ХН28МДТ (типа ЭИ-945) по гОСТ 5632-72
от -70 до 400
от -40 до 450 12Х18Р9Т 10Х17Н13М3Т (типа ЭИ-432) по ГОСТ 5632-72
от -40 до 510 15Х5М по ГОСТ 5632-72
от -80 до 600 12Х18Н9Т по ГОСТ 5632-72
от -253 до 600 10Х17Н13М3Т (типа ЭИ-432) по ГОСТ 5632-72
Стальной свободный на приварном кольце ГОСТ 12822-80 от 1 до 25 от -30 до 300 Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
  • Помимо этих трех стандартов следует особо выделить фланцы, изготавливаемые по чертежам заказчика (нестандартные фланцы). В отличие от первых трех вышеупомянутых фланцев данная конструкция не является постоянной и может изменяться в зависимости от ожиданий и требований клиента. Такие фланцы являются индивидуальными и служат для удовлетворения любых потребностей заказчика.
  • Фланцы, изготовленные по зарубежным стандартам, отличаются от российских конструктивно. Среди импортных, наибольшее распространение в России получили фланцы, выполненные по немецким стандартам DIN (стандарт принят по всей Европе) и американским ANSI.
Отличительные характеристики фланцев
Конструктивные Технологические
Диаметр условного прохода Ду
Условное давление Ру
Исполнение с 1 по 9
Ряд 1 или 2
Круглый (квадратный)
Материал Ст. 20
Ст. 09Г2С
Ст. 15X5M
Ст. 08Х18Н10Т (12Х18Н10Т)
Другие
Конструкция Фланцы стальные плоские приварные ГОСТ 12820-80
Фланцы стальные приварные встык ГОСТ 12821-80
Стальной свободный на приварном кольце ГОСТ 12822-80
Зарубежный стандарт
Нестандартные
Фланцы по другим российским стандартам

К фланцам по другим российским стандартам относятся такие как: фланцы стальные резьбовые, фланцы сосудов и аппаратов, фланцы изолирующие для подводных трубопроводов. Они отличаются от вышеупомянутых по конструкции и областям применения.

Также к конструктивным особенностям относятся (на примере трех наиболее распространенных ГОСТов):

  • Условный проход. Обозначается как Ду и измеряется в мм.
  • Условное давление. Обозначается как Ру и измеряется в кгс/см2.
  • Исполнение с 1 по 9. Определяет вид поверхности под прокладку.
  • Материал (представлен российскими марками стали).

Как осуществляется разъемное соединение

Фланцевое раструбное соединение – это самый популярный тип крепления полиэтиленовых труб в домашних условиях без сварки. Его удобно выполнять на водопроводах с диаметром от 50 мм. На меньших диаметрах нужно работать фитингами либо специальными зажимами или хомутами. Также фланцы применяются для установки соединения медных, металлических или чугунных трубопроводов с полиэтиленовыми.

Фото: фланец для полиэтиленовых труб

Фланец – это деталь с резьбой, которая используется для соединения труб различного типа. В основном металлические фланцы используют для газовых коммуникаций, металлических водопроводов, а также для соединения водопроводных систем из разного материала. При этом для установки полиэтиленовых труб с металлическими применяется особенный тип фланца, у которого на одной стороне резьба, а на второй – уплотнитель. Это позволяет обеспечить максимально прочное и герметичное соединение.

Как своими руками сделать резьбовое соединение ПЭ труб:

  1. Подготовьте трубопровод. Для этого обрежьте пластиковую трубу под прямым углом, то же самое нужно сделать и с металлической;
  2. Если на месте, которое нужно соединить с полиэтиленовой трубой, у металлической нет резьбы – нужно е сделать. Эта работа производится при помощи специальных резьбонарезных насадок;
  3. Далее, необходимо закрепить фланец на резьбу трубы, не перетягивайте, чтобы не сорвать самонарезное соединение. При этом желательно перед началом работы резьбу обработать герметиками или мастиками во избежание протеканий. Иногда разрешается защищать резьбовое соединение шнуром, обработанным смолой;
  4. Теперь в свободный конец фланца вставляется пластиковая труба, также обработанная специальными веществами.

Фланцами очень удобно работать в домашних условиях, но только если у Вас не слишком большие диаметры труб, иначе для установки соединений понадобятся специальные приспособления. Главным их преимуществом является то, что они подходят для напорных пластиковых труб. При этом фитинги бывают очень разные: компрессионные, электросварные из легированной стали, отлитые из поливинилхлорида.

Для соединения безнапорных полиэтиленовых и полипропиленовых труб диаметром до 50 мм, пользуются фитингами. Технология следующая:

  1. Перед началом работы сделайте проект, чтобы рассчитать количество фитингов. Также нужно определить нужный диаметр этих соединительных приспособлений и их материал;
  2. Позаботьтесь о покупке инструментов для работы. Вам понадобится фасонный ключ, специальные зажимы, герметики;
  3. Отключите водоснабжение. Трубы должны быть сухими;
  4. Нанесите на поверхность водопроводных коммуникаций герметики, которые являются защитой от протечек;
  5. После вставьте фитинги в места разъединения труб. Желательно подрезать каждую коммуникацию для создания прямого угла в конструкции;
  6. Это соединение пластиковых труб не требует никаких знаний резьбонарезных инструментов или опыта работы. Все, что нужно – это нарезать трубу нужных размеров и соединять при помощи фасонных элементов.
  7. После окончания работы воду сразу же включать нельзя, нужно чтобы герметик высох и укрепился. В среднем период его застывания варьируется между 3 – 8 часами.

Крепление хомутом используется только для безнапорных полиэтиленовых труб, иначе канализация прорвет. Подобное соединение используется для крепления асбестоцементных труб при помощи безнапорных бетонных колец.

Фото: фитинг для полиэтиленовых труб

Бурт полипропиленовый под фланец, что это такое. Бурты под фланец полипропиленовые PPRC

Бурт под фланец для полипропиленовых труб PPRC

Полипропиленовый бурт под фланец — это соединительный фитинг для, который предназначен для соединения полипропиленовых труб соили соединения со стальной запорной арматурой, задвижками, шаровым кранами и вентилями, соединение осуществляется фланцевым способом.Полипропиленовый бурт под фланец производится из из статического полипропилена PPRC тип 3 (рандом сополимера -Poly Propylene Random Copolymer), и изготавливаются методом инжекционного прессования, выпускается белого или серого цвета, с различными диаметрами, которые соответствуют диаметрам.

Области применения

Бурт под фланец полипропиленовый применяется для создания фланцевого соединения, при помощи которого полипропиленовая труба соединяется с металлическими трубами и запорной арматурой, и может использоваться в системах внутреннего водоснабжения питьевой и технической воды, для холодного и горячего водоснабжения, а так же в системах отопления и канализации. Бурт под фланец соединяется с трубой из полипропилена при помощи специального сварочного аппарата, методом сварки. Для монтажа полипропиленового бурта под фланец не нужна поилипропиленовая муфта, так как полипропиленовая труба вваривается прямо в бурт. Перед приваркой бурта, обязательно нужно надеть фланец на сам бурт с тыльной стороны.

Технические характеристики полипропиленового бурта под фланец

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.