Гост 12815-80 фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов

Марки материала

• Последней отличительной конструктивной характеристикой фланца является используемый материал. Фланцы могут изготавливаться из углеродистых и легированных сталей, а также из нержавеющих сталей. В настоящее время для изготовления фланцев используют большое количество марок стали, наибольшее распространение из которых получили ст.20, СТ.09Г2С, ст.15Х5М и ст.12Х18Н10Т.
• Марки стали подбираются с учетом использования фланцев на данную рабочую температуру, условное давление и транспортируемую среду в трубопроводе. Требования на марку стали фланца в зависимости от рабочего давления и температуры среды приведены в ГОСТ 12816-80 (табл. 1).
• Крепеж — это детали для неподвижного соединения частей машин и конструкций. К ним обычно относят детали соединений: болты, винты, шпильки, гайки, шурупы, глухари, шплинты, шайбы, заклепки, штифты и многое другое. Крепежные изделия принято делить на две основные группы: 1. Общепромышленный — крепеж, применяемый практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства, не обладающий узкими специализированными характеристиками.
• 2. Крепеж специального назначения — характеризуется узкоспециализированной областью применения (например, автомобильный, железнодорожный, и др.).

Для таких изделий свойственна четкая направленность на применение в конкретной области или даже продукции (механизмы, изделия и т. п.), обусловленная специальными характеристиками. Фланцевый крепеж — предназначен для соединения деталей трубопроводов. К деталям фланцевого крепежа относятся: болт, шпилька, гайка, шайба.

Этим деталям даны следующие определения:

• Болт — крепежная деталь для разъемного соединения частей машин и сооружений в виде стержня с резьбой на одном конце и шести- или четырехгранной головкой на другом.
• Гайка — деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой. Крепежная гайка в резьбовом соединении навинчивается на конец болта или шпильки или же на резьбовой участок вала, оси для закрепления от осевого перемещения сидящих на них деталей — подшипников качения, шкивов и т. п.
• Шайба — деталь, подкладываемая под гайку или головку винта. Шайбы общего назначения применяют для увеличения площади опоры, если опорная поверхность из мягкого материала или неровная, а также, если отверстие под винт продолговатое или увеличенного диаметра. Косую и сферические шайбы используют для устранения перекоса гайки или головки винта при затяжке. Быстросъемную шайбу применяют в приспособлениях для экономии времени на снятие обработанной детали и установку новой. Уплотнительную шайбу из мягкого материала ставят под головку резьбовой пробки для обеспечения герметичности соединения. Пружинная шайба уменьшает опасность самоотвинчивания винтов или гаек благодаря силам упругости сжатой шайбы. Стопорная (запирающая) шайба путем отгибания ее частей устраняет возможность поворота гайки или винта относительно опорной детали или вала. Концевые шайбы препятствуют осевому перемещению вдоль вала неподвижно закрепленных или вращающихся на валу деталей.
• Шпилька — крепежная деталь, представляющая собой металлический стержень с резьбой на обоих концах. Конец шпильки ввинчивается в одну из соединяемых деталей, а другая деталь прижимается к первой при навинчивании гайки на другой конец шпильки. Возможно также соединение деталей шпилькой, на концы которой навинчивают гайки. Существует большое количество нормативных документов, в которых сформулированы технические требования к крепежу. Например, требования к крепежу, используемому во фланцевых соединениях, изложены в ГОСТ 20700-75. Эти требования обусловлены условиями эксплуатации: рабочим давлением, характеристиками среды и т. д. Конструкция и размеры крепежных изделий регламентируются в ГОСТ 9064-75,9065-75, 9066-75.

Материал изготовления деталей соединений

Основной элемент, фланец, преимущественно производится из стали (углеродистой, низколегированной, нержавеющей) и чугуна (ковкого и серого типа). Менее часто используют полипропилен, титан, алюминий, бронзу, латунь. Использование полипропилена нашло распространение только в последние годы. Установка преимущественно производится для полимерных труб.

Требования к материалу изделия (марке) определяются температурным режимом, давлением трубопровода и иными параметрами. Таблицы зависимости марки металла от давления и допустимых температур установлены нормативами в ГОСТах. В стандартном варианте в производстве фланцев используют материал, идентичный составу трубопровода или мест установки изделий.

Особые требования предъявляются не только к материалу для изготовления фланцев, но и к уплотнительным элементам соединения. Прокладки обеспечивают герметичность. Для их изготовления применяют техническую резину с различными характеристиками: стойкую к кислотам, щелочам, маслам, бензинам, повышенным температурам. Тип прокладки и материал определяется назначением трубопровода и характеристиками соединения. Менее часто применяются материалы: поранит, фторопласт или асбестовый картон.

Классы давления фланцев

Детали, изготавливающиеся согласно нормам Asme (Asni) всегда отличаются рядом показателей. Одним из этих параметров считается номинальное давление. При этом диаметр изделия должен подходить его давлению согласно установленным образцам. Символический диаметр отмечается комбинацией букв «ДУ» или «DN», после этого стоит цифра, характеризующая сам диаметр. Относительное давление меряется в «РУ» или «PN».

Чертеж фланца с самыми разными обозначениями

Классы давления американской системы соответствуют переводу в МПа:

• 150 psi — 1,03 МПа;
• 300 psi — 2,07 МПа;
• 400 psi — 2,76 МПа;
• 600 psi — 4,14 МПа;
• 900 psi — 6,21 МПа;
• 1500 проводимости тепла — 10,34 МПа;
• 2000 psi — 13,79 МПа;
• 3000 psi — 20,68 МПа.

Если перевести с МПа каждый класс будет указывать на давление фланца в кгс/см?. От класса давления зависит, где будет применяться подобранная деталь.

Типы фланцев

Резьбовые (нарезные) Фланцы

Резьбовые фланцы имеют резьбу внутри отверстия фланца, которая подходит к трубе с соответствующей наружной резьбой на трубе. Этот тип соединения является быстрым и простым, но не подходит для условий с высоким давлением и температурой. Резьбовые фланцы в основном используются при бытовом обслуживании, таких как воздух и вода.

Раструбные (гнездовые) фланцы

Резьбовые фланцы имеют впадину с внутренней резьбой, в которое устанавливается труба. Угловая сварка производится снаружи на трубе. Как правило, он используется в трубопроводах малого диаметра и подходит только для применения при низком давлении и температуре.

Накидные (сквозные) фланцы

Накидной фланец имеет отверстие, соответствующее наружному диаметру трубы, из которого может выходить труба. Фланец размещен на трубе и приваривается угловым швом как внутри, так и снаружи. Сквозной фланец подходит для условий низкого давления и температуры. Этот тип фланца доступен в большом размере также для соединения труб большого диаметра с горловиной резервуара. Обычно эти фланцы имеют кованую конструкцию и снабжены ступицей. Иногда эти фланцы изготавливаются из пластин и не снабжены втулкой.

Свободные (приварные внахлест) фланцы

Свободный фланец состоит из двух компонентов: заглушки и свободного фланца. Заглушка приваривается к трубе, а опорный фланец свободно перемещается по трубе. Опорный фланец может быть изготовлен из материала, отличного от материала заглушки, и, как правило, из углеродистой стали для экономии затрат. Свободный фланец используется там, где требуется частая разборка, а пространство ограничено.

Воротниковые (приварные встык) фланцы

Воротниковый фланец является наиболее широко используемым фланцем в технологическом трубопроводе. Это дает наивысший уровень целостности соединения благодаря сварке встык с трубой. Эти типы фланцев используются в условиях высокого давления и температуры. Фланцы с приваренной горловиной громоздки и дороги по сравнению с другими типами фланцев.

Глухие (слепые) фланцы (фланцевая заглушка)

Глухой фланец — это пустой диск с отверстием для болта. Эти типы фланцев используются с фланцами другого типа для изоляции системы трубопроводов или для завершения трубопровода в качестве конца. Заглушки также используются в качестве крышки люка в сосуде.

Межфланцевое присоединение

Межфланцевое соединение – довольно распространенный вид соединения трубопроводной арматуры. Межфланцевые затворы не имеют собственных фланцев или резьбы, они устанавливаются между двумя фланцами и стягиваются шпильками.

Преимущество межфланцевых соединений

• Широкое распространение. Межфланцевое соединение подходит для большинства технологических узлов и рабочих сред.
• Уменьшение строительной длины изделия, а также уменьшение его веса, как следствие – небольшая нагрузка на трубопровод, и более низкая цена.
• Облегчение монтажа в ограниченных условиях, возможность поворота затвора в нужное положение вокруг оси трубопровода.
• Возможность легко демонтировать нужный узел системы для ремонта и очистки.
• Возможность монтажа в огнеопасных и взрывоопасных участках, за счет отсутствия необходимости сварки.

(Затвор дисковый межфланцевый симметричный, управление – рукоятка)

Сложности при установке межфланцевого затвора заключаются в правильном центрировании, т.е. расположении затвора и фланцев относительно друг друга, а также в равномерном закручивании стягивающих шпилек. При неравномерной затяжке шпилек в межфланцевом присоединении возможно возникновение протечек, а также деформация корпуса затвора.

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).

• 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.

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).

Изолирующие фланцевые соединения

Таким образом, она одновременно не впитывает влагу и позволяет избежать прохождения электрического тока по трубопроводу. Иногда прокладки также изготовляют из фторопласта или винипласта. В ИФС присутствуют также стягивающие шпильки, полиамидовые втулки, шайбы и гайки. Благодаря данным метизам фланцы стягиваются между собой и закрепляются в этом положении. Закажите только у нас изготовление фланцев.

В общем, изолирующие фланцевые соединения это прочное крепление двух элементов трубопровода. Важную роль в ней играет электроизолирующая прокладка, которая позволяет исключить попадание электрического тока в трубопровод. В среднем сопротивление одного изолирующего фланцевого соединения составляет как минимум 1000 ом.

Изолирующие фланцевые соединения

ИФС – это составная конструкция, производимая в условиях предприятия, обладающая необходимой герметичностью и изолированностью. Её основная функция заключается в катодной защите подземных и наземных труб и таким образом, она продлевает их срок эксплуатации.

Процесс установки

• Установка ИФС производится на месте выхода труб из-под земли и при входе в неё. Необходимость её установки обусловлена вероятностью соприкосновения трубы с электрическими контактами с заземлением и другими коммуникациями. В том числе на выводах трубопроводов ГРС, ГРУ, ГРП.
• Установка ИФС сразу закладывается в проект при его составлении и проводится специальными монтажными бригадами.

Наше предприятие готово произвести данные конструкции любого диаметра, указанного заказчиком. Производство ведётся на основе ГОСТ. Например, мы предлагаем изделия из высокоуглеродистой марки 09г2с с метизами стали 40х., фторопластовыми втулками.

Мы придерживаемся всех гостов

Изолирующие соединения

Изолирующие фланцы не рекомендуется устанавливать на тех газопроводах, которые находятся во взрывоопасных помещениях. В том числе, газораспределительных станциях, в местах, где производится чистка и одоризация газа.

ИФС созданы для блокировки попадания блуждающего электрического тока в трубопровод. Для этого фланцевое соединение, собираемое на предприятии, оснащается изолирующими прокладками из диэлектриков (текстолита, паронита, клинергита и пр.). Изолирующие материалы помещаются не только между фланцами, также из специальных материалов производятся метизы:

Другими словами ИФС используются для создания электрического секционирования частей, которые располагаются под землёй и над ней. От того в каком виде будут содержаться фланцы зависит безопасность работы газопровода.

При изготовлении изолирующих фланцевых соединений и установке в опасных местах (с компрессорными станциями, резервуарами и пр.), где величина тока в трубопроводах может быть высокой, необходимо регулярная проверка и профилактика рабочего состояния ИФС. Для этого изолирующие фланцы должны находятся в специально созданных рабочих колодцах.

Подобные сооружений должны быть в обязательном порядке оснащены контрольными проводниками выходящими наружу. Это необходимо для того, чтобы сервисные работники могли без спуска в колодец провести необходимые электрические измерения.

ИФС не только используются как защитные конструкции на магистралях трубопроводов от коррозионного воздействия электрического тока, их также устанавливают при подходе газо- и нефтепродуктов к насосным станциям и другим сооружениям.

Типы фланцев и труб для магистральных трубопроводов

Для строительства магистральных трубопроводов применяются стальные трубы:

• бесшовные;
• электросварные с прямым и спиральным швами,
• других специальных видов

и соединительные элементы, стальные детали трубопроводов:

• литые стальные фланцы (воротниковые, плоские),
• тройники,
• стальные переходы (концентрические, эксцентрические),
• заглушки труб (фланцевые, эллиптические).

Рекомендуется при проектировании применять трубы и фланцы, изготовленные из следующих сталей:

• диаметром до 500 мм – из спокойных и полуспокойных углеродистых сталей и низколегированных сталей; из ст 3, ст 20, ст 25
• диаметром до 1020 мм — из спокойных и полуспокойных низколегированных сталей, фланцы воротниковые или плоские из стали 20, ст 09г2с для низких температур.
• диаметром до 1420 мм – из низколегированных сталей, упрочненных термической обработкой. Фланцы плоские и воротниковые стальные 09г2с, ст 20 термообработанные.

Фланцы стальные приварные производятся по ГОСТ 12821-80 воротниковые «Фланцы стальные приварные встык на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²). Конструкция и размеры».

Фланцы стальные приварные производятся по ГОСТ 12820-80 плоские «Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²). Плоские фланцы ГОСТ 12820-80».

и исполнений их уплотнительных поверхностей регламентируются ГОСТ 12815-80 «Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²)».

Исполнения уплотнительной поверхности фланцев стальных по ГОСТ

Уплотнительная поверхность стальных фланцев — поверхность контакта двух фланцев, образующих фланцевое соединение. Фланцы в  должны иметь соответствующие друг другу и прокладке уплотнительные поверхности. Для основного, так называемого прямого фланца, имеющего выточку под прокладку, противоположный фланец с выступом называется ответным фланцем (контрфланец, counter flange, mating flange, companion flange), так как форма его уплотнительной поверхности отвечает форме контактной поверхности первого фланца. В различных фланцевых соединениях применяются фланцы с исполнениями уплотнительной поверхности по ГОСТ 12815-80. Ниже представлены сечения фланцевых соединений под уплотнительные прокладки различных типов.

Для герметизации фланцевых соединений могут использоваться неметаллические фланцевые уплотнительные прокладки.

Для обеспечения большей герметичности используются фланцевые соединения со стальными прокладками и линзами. Круглые стальные прокладки восьмиугольного сечения используются для фланцев по ГОСТ 28759.4-90 и ОСТ 26-842-73. Эти стальные уплотнения обеспечивают более эффективную герметизацию фланцевого соединения по сравнению с прокладками овального сечения, однако, прокладки овального сечения более универсальны в применении: их можно использовать и для пазов под прокладки восьмиугольного сечения.

Высота выступа

Если взглянуть на чертеж стального фланца, то он имеет несколько параметров, в том числе и высоту выступа. Она обозначается буквами H и B, измерить ее можно во всех типах изделий, кроме того, который имеет нахлесточное соединение. Следует запомнить следующее:

• модели с классом давления 150 и 300 будут иметь высоту выступа 1,6 мм;
• модели с классом давления 400, 600,900,1500 и 2000 имеют высоту выступа 6,4 мм.

В первом случае поставщиками и производителями деталей учитывается поверхность выступа, во втором случае поверхность выступа не входит в указанный параметр. В брошюрах к деталям эти показатели могут указываться в дюймах, где 1,6 мм это 1/16 дюйма, а 6,4 мм – ¼ дюйма.

Требования на производство фланцев и труб

Требования к геометрическим характеристикам труб и фланцев

Кривизна труб не должна превышать 1,5 мм на 1м длинны, а общая кривизна – 0,2% длины трубы.

Длина поставляемых заводом труб должна быть в пределах 10,5-11,6 м.

Сталь труб должна иметь отношение предела текучести к временному сопротивлению не более:

• для углеродистой стали 0,75;
• для низколегированной нормализованной стали – 0,8;
• для дисперсионно-твердеющей нормализованной и термически упрочненной стали – 0,85;
• для стали контролируемой прокатки – 0,9.

Трубы диаметром 1020 мм и более изготавливаются из листовой и рулонной стали, прошедшей 100% — ный контроль физическими неразрушающими методами.

Требования к физическим свойствам фланцев и труб

Относительное удлинение металла труб на образцах должно быть не менее:

• для труб с временным сопротивлением до 558,4 МПа (60 кг/мм 2 ) – 20%;
• для труб с временным сопротивлением до 637,4 МПа (65 кг/мм 2 ) – 18%;
• для труб с временным сопротивлением до 686,4 МПа (70 кг/мм 2 ) – 16%.

Ударная вязкость на образцах Шарпи и процент волокна в изломе основного металла труб со стенками толщиной 6 мм и более должны удовлетворять требованиям, приведенным в таблице 4. Для трубопроводов, транспортирующих жидкие продукты, требования по волокну в изломе не предъявляются.

Ударная вязкость должна определяться в соответствии с требованиями ГОСТ 9454-78 на образцах типов 11-13, а в содержание в % волокна для металла трубопроводов на образцах высотой:

• 75 мм для номинальной толщины стенки труб 10 мм и более;
• 50 мм для номинальной толщины стенки труб менее 10 мм.

Пластическая деформация металла при производстве труб должна быть не более 1,2%.

Таблица 4. Ударная вязкость сталей труб и приварных фланцев, применяемых при строительстве трубопроводов.— минимальная толщина стенки, см; R — расчетное значение напряжения, принимаемое равным 95 % R u 2, МПа, нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по государственным стандартам и техническим условиям на трубы; DВН— внутренний диаметр трубы, см. Все сварные соединения соединительных элементов и труб должны быть проверены физическими неразрушающими методами контроля (ультразвуком) с последующей расшифровкой дефектных мест рентгеновским просвечиванием.

Из чего производят деталь?

В промышленности используются стальные фланцы, однако сталь, из которой изготавливают деталь, также бывает разной. Маркировка стальных фланцев будет определять, в каких условиях лучше использовать данную деталь:

1. Сталь 20 – самое применяемое сырье. Это углеродистая сталь, детали из нее применяются для сборки арматуры на магистралях, где внешняя температура не ниже –40 градусов, а внутренние показатели не выше +475 градусов.
2. Сталь 09г2с – сталь из сплавов никеля, хрома и молибдена, предназначенная для осуществления сварки. Изделия из данного материала могут эксплуатироваться при внешней температуре от –70 градусов.
3. 12Х18Н10Т – криогенная сталь. Детали из данного материала могут использоваться в агрессивной среде, например со щелочами и кислотами. Допустимая температура от – 196 градусов до +350 градусов.
4. 10Х17Н13М2Т – коррозийно-стойкая обыкновенная сталь. Крепления из нее эксплуатируются в особо экстремальных условиях, ведь она сохраняет стойкость к коррозии под напряжением. Рабочие температуры от -196 до +600 градусов.
5. 15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье. Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов. К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

Кроме стали и пропилена используют чугун двух видов – ковкий и серый. Детали из ковкого чугуна используются при рабочих температурах от -30 до +400 градусов, а из серого чугуна – при температуре от -15 до +300 градусов.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.