Как подобрать фланец под трубу по диаметру
Обновлено: 04.07.2024
Исполнения фланцев от A до M. Как читать таблицы из ГОСТ?
Фланцы представляют собой деталь дисковой формы с центральным отверстием для прохождения внутренней среды. По периметру расположены равноудаленные отверстия для крепежа. Исполнение фланца наносят в маркировку:
Рис. 1: Маркировка фланца, расположение исполнений
Историческая справка. До 2016 года существовала серия ГОСТов группы 12815-12822 и все типы фланцев имели разный ГОСТ. В настоящее время, фланцы изготавливают по ГОСТ 33259-2015. Основные отличия.
Как узнать размеры для исполнений фланцев?
Рис. 2: Схема фланцев в исполнениях A, B, C и D. Какие данные взять из схемы, чтобы найти в "таблица 2" в ГОСТ 33259-15 всю нужную информацию по размерам.
Как проверить по таблице из ГОСТ данные на каждое исполнение? Размеры фланцев можно увидеть в таблице 2 - «Размеры уплотнительных поверхностей фланцев» в ГОСТ 33259-15 (скачать ГОСТ). На каждое исполнение соответствует определенный размер «D». Например, для фланцев с соединительным выступом B (1) , стоит смотреть столбик «D ₂ » , а для фланцев под прокладку овального сечения J (7) подойдет столбик « D ₈ » и « D ₉ » .
Рис. 3: Схема фланцев в исполнениях E, F и J. Какие данные взять из схемы, чтобы найти в "таблица 2" в ГОСТ 33259-15 всю нужную информацию по размерам.
Рис. 4: Схема фланцев в исполнениях K, L и M. Какие данные взять из схемы, чтобы найти в "таблица 2" в ГОСТ 33259-15 всю нужную информацию по размерам.
Исполнение B - фланец с соединительным выступом
Таблица 1. Соотношение DN и PN для фланцев в исполнении B (1).
| Схема | Вид | ГОСТ 12815-80 | ГОСТ 33259-15 | DN, PN (1 ряд) | Ответный фланец |
|---|---|---|---|---|---|
| с соединит. выступом | Исп. 1 | Исп. B | DN 10 до PN 160, 250. (!!) PN 200 нет | В (1) с соединит. выступом | |
| DN 15-250, PN 1-200 | |||||
| DN 300-400, PN 1-160 | |||||
| DN 400-500, PN 1-100 | |||||
| DN 600-1200, PN 1-63 | |||||
| DN 1400-1600 PN 1-40 | |||||
| DN 1800-2000 PN 1-25 | |||||
| DN 2200-3000 PN 1-10 | |||||
| DN 3200-3600 PN 1-6 | |||||
| DN 3800-4000 PN 2,5 |
Как читать таблицы из ГОСТ?
Геометрия возможна по 1 и 2 ряду, однако не все исполнения предполагают разделение размеров на два столбца. Отличие и показатели PN/DN видны в таблице выше. Фланцы в исполнениях L (8) и M (9) под фторопластовую прокладку по ГОСТ 33259-2015 можно изготовить диаметром только до 800 мм. Фланец A , с плоскостью, доступен во всех диаметрах, но с ограниченным давлением - PN 1, PN 2, PN 6. Исполнение фланцев K (6) и J (7) начинается с Ду 10 мм, но доступно только с Ру 63, а у исп. C (4) и F (3) во втором ряду давление для фланцев тоже начинается с PN 10, заканчиваясь 2000 кгс/см². Фланцевая пара шип-паз имеют одинаковые диапазоны в диаметрах и давлении, а точные размеры смотрите в таблице №2 по ГОСТ, в столбиках «D₃» «D₄» и «D₅» «D₆» соответственно.
Таблица 2. Соотношение диаметра DN и давления PN к фланцам в исполнениях для 1 и 2 ряда.
— Осколкова Анастасия, контент-менеджер «ОНИКС»
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
О конструктивных характеристиках:
Наиболее распространенными в России и странах СНГ являются стандарты фланцев следующих типов:
- фланец стальной плоский приварной, изготовленный по ГОСТ 12820-80
- фланец стальной воротниковый ГОСТ 12821-80
- фланец стальной свободный на приварном кольце. ГОСТ 12822-80
В зависимости от различных конструкций фланцевых соединений отличаются и монтажные условия изделий.
Фланец плоский приварной
одевается непосредственно на трубу и крепится по окружности трубы при помощи двух сварочных швов. Кольцо фланца имеет отверстия, предназначенные под болты или шпильки. Для облегчения выполнения операции по закреплению фланца на трубе, его внутренний диаметр имеет размер не намного превышающий наружный диаметр трубы. Используется при давлении в трубопроводе от 0,1 до 2,5 мПа.
Фланец воротниковый
имеет односторонний конусообразный выступ, внутренний диаметр которого соответствует внутреннему диаметру трубы. Благодаря такой конструктивной особенности фланец приваривается одним швом, что обеспечивает быстрое выполнение работ. Используется при давлении в трубопроводе от 0,1 до 20 мПа.
Стальной свободный фланец на приварном кольце
является конструкцией состоящей из двух основных частей, самого фланца и кольца, которое приваривается к трубопроводу. По умолчанию фланец и кольцо имеют одинаковые диаметры и ограничения по давлению. Такой способ монтажа, когда фланец остается свободным, позволяет проводить работы в труднодоступных местах. Использование свободного фланца применяется на практике в трубопроводах, где требуется частый периодический ремонт, съем части оборудования или проверка сетей. Фланец может применять при давлении от 0,1 мПа до 2,5 мПа. Допускается, при подборе свободных фланцев на нержавеющую трубу, использовать кольца из нержавеющей стали, а фланцы — из углеродистой стали.
Помимо трех стандартных видов фланцев, существуют также нестандартные фланцы, которые делаются в индивидуальном порядке на основе предоставленных заказчиком чертежей. В отличие от упомянутых выше типов, этот не имеет установленных стандартов и может варьироваться в зависимости от требований заказчики. С их помощью могут быть удовлетворены любые пожелания клиента.
Фланцы, созданные на основе зарубежных требований, существенно отличаются от отечественных. На территории РФ наиболее популярными стандартами являются американский ANSI и немецкий DIN, востребованный также во всей Европе.
Существуют также другие отечественные стандарты, которые предполагают создание стальных резьбовых фланцев, изолирующих фланцев для подводных трубопроводов и фланцы аппаратов и сосудов. От всех вышеперечисленных они отличаются не только своим видом, но и сферой использования.
Кроме того, их конструктивными отличиями являются:
- Условный проход — изменяется в мм и обозначается «Ду»;
- Условное давление — измеряется в кгс/см2;
- Материал — отечественная сталь;
- Исполнение с 1 до 9 — указывает на требуемый тип поверхности под прокладку.
Технологические характеристики:
Данный тип характеристик имеет отношение к тому, какие технологии и заготовки применяются для изготовления фланцев;
Круглые и квадратные фланцы. На сегодняшний день число арматуры для трубопроводов, которой необходим квадратный фланец, крайне мало, но она, тем не менее, востребована.
Поэтому для давления, не превышающего условное Ру 4 МПа (40 кгс/см2) в соответствии с ГОСТ 12815-80 предусматриваются не только круглые, но и квадратные фланцы. Заказывая второй вариант, не следует забывать, что диаметр фланца напрямую зависит от условного давления — чем оно выше, тем меньше должен быть диаметр.
Условный проход и особенности его обозначения:
Не стоит забывать, что внешний диаметр трубы и условный проход не являются одним и тем же. Условный проход представляет собой сечение, через фланцевое соединение которого протекает конкретная среда. Стальные плоские приварные и стальные свободные фланцы на приварном кольце с диаметрами условного прохода Ду 100, 125, 150 мм отличаются тем, что все три конструкции могут быть сделаны с учетом разных наружных диаметров труб.
Если вы заказываете один из этих фланцев на упомянутые Ду, требуется указать обозначение, указывающее на диаметр трубы. Если буквы не указаны, то фланцы делаются с учетом диаметров 100А, 125А и 150Б.
Еще одна особенность фланцев, диаметр условного прохода которых составляет Ду более 200 мм — это различные классы точности и, как следствие, недопустимость расточки внутреннего диаметра свободных и плоских фланцев, а также их колец по фактическому наружному диаметру с зазором больше 2,5 мм. Иными словами, по внутреннему диаметру он может достигать значения больше 5,0 мм. Таким образом, при производстве трубы круг может обладать не идеальной формой, как следствие — труба может не подойти к внутреннему диаметру фланца. Это может отрицательным образом сказаться на их соединении.
Проверить информацию о нужных фланцах вы можете проверить в материалах ГОСТ 12816-80.
Ряды:
Если в при заказе не обсуждались конструктивные особенности присоединительных разъемов, фланец автоматически делается с учетом особенностей ряда 2. Фланцы разных рядов отличаются друг от друга различиями в диаметре между отверстиями для крепежных болтов, а также их числе.
Так, фланец на Ду 300 мм и Ру 63 кгс/см2 ряда 1 имеет крепежные отверстия диаметром 36 мм, при этом аналогичный фланец ряда 2 обладает отверстием на 3 мм шире. По тому же принципу фланец на Ду 80 мм и Ру 10 кгс/см2 ряда 1 имеет диаметр отверстия, равный 18 мм, и таковых 8 штук, в то время как во 2 ряду он имеет уже 4 отверстия с тем же диаметром. Если вы заказываете фланцы как ответные для запорной арматуры, следует учитывать ряд.
Давление:
Другая конструктивная особенность любого изделия, входящего во фланцевое соединение — уровень условного давления. Различные соединения могут выдерживать давление разной мощности в зависимости от уплотнительной поверхности и размерных параметров фланца. Стальной плоский приварной фланец ГОСТ 12820-80 и стальной свободный на приварном кольце фланец ГОСТ 12822-80 имеют лимит давления 25 кгс/см2. В то же время, стальной приварной встык фланец ГОСТ 12821-80 поддерживает значительно больший уровень давления — до 200 кгс/см2. Давление может указываться в различных показателях - кгс/см2, бар, МПа, атм, Па, в то время как при изготовлении стабильно используется показатель кгс/см2. Чтобы не столкнуться с дальнейшими проблемами, всегда упоминайте, в каких единицах измерялось давление.
Исполнение фланца:
Соответственно требованиям ГОСТ, существует девять вариантов исполнения поверхности фланцев. Для свободных фланцев разные их типы возможны только у приварного кольца. Именно поэтому если вы заказываете ответные фланцы для арматуры, указывайте не только давление и условный проход, но и исполнение уплотнительной поверхности.
Исполнение 1. Применяется в случаях, когда условное давление не превышает 63 кгс/см2. Возможно использование в трубопроводах, применяемых для транспортировки веществ А и Б на технологических объектах I категории. Взрывоопасные вещества запрещены, если не используются спирально навитые прокладки с установленным ограничительным кольцом.
Схема стыковки зависит от исполнения:
Исполнение 1 (соединительный выступ) с исполнением 1;
Исполнение 2 (выступ) с исполнением 3 (впадина);
Исполнение 4 (шип) с исполнением 5 (паз);
Исполнение 6 (для линзовой прокладки) с исполнением 6;
Исполнение 7 (для прокладки овального сечения) с исполнением 7;
Исполнение 8 (шип) с исполнением 9 (паз) с применением фторопластовой прокладки.
Марки материала:
Последняя, но не менее важная конструктивная особенность фланца — тип применяемого материала. Допускается производство фланцев из легированной и углеродистой, а также нержавеющей стали. Число применяемых марок стали сегодня очень широко, но чаще всего используются ст.20, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т, СТ.09Г2С.
Выбор марки осуществляется с учетом температуры, типа среды и уровня условного давления. Вы можете обратиться к ГОСТ 12816-80, чтобы узнать типовые требования к стали в зависимости от указанных выше данных.
Правильно оформляем заказ на фланцы:
Оформляя заказ, учитывайте верный порядок обозначений:
- Наименование (название) детали: фланец.
- Поверхность под прокладку (исполнение): от 1 до 9.
- Условный проход (диаметр): Ду, мм.
- Уровень давления: Ру, кгс/см2.
- Марка материала (стали): ст.20, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т, СТ.09Г2С.
- Стандарт по ГОСТ: ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12822-80, ГОСТ 12821-80.
Также предусмотрен ряд дополнительных обозначений, которые указываются только в случаях, когда параметры изделия по умолчанию не подходят:
- Ряд: 1 (2 не указывают).
- Форма: квадратный (круглый фланец не указывают).
- Наружный диаметр: А, Б или В (только для фланцев с Ду 100, 125, 150) по ГОСТ 12822-80 или 12820-80.
Пример:
Если вы хотите заказать круглый стальной плоский приварной фланец Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см2) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом), вам потребуется указать такое обозначение:
Фланец 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80
Если вам требуется аналогичный фланец, но не круглый, а квадратный, обозначение изменится:
Справочник по подбору фланцевых соединений. Часть 1. Фланцы.
• Исполнение с 1 по 9. Определяет вид поверхности под прокладку.
• Материал (представлен российскими марками стали).
2. Технологические.
Эти характеристики связаны с особенностями производства (из каких заготовок и по каким технологиям выполняется фланец).
Круглые и квадратные фланцы. В настоящее время выпускается небольшое количество задвижек, клапанов и т. п. трубопроводной арматуры, имеющей в качестве присоединительного узла фланец квадратный. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12815-80 до давления условного Ру 4 МПа (40 кгс/см 2 ) предусмотрены по конструкции фланцы как круглые, так и квадратные. При заказе квадратных фланцев необходимо помнить, что существует прямая зависимость диметра фланца от условного давления: чем выше давление, тем меньшего диаметра фланец можно произвести (табл. 2).
Условный проход. Особенности его обозначения
Стоит сразу же отметить, что условный проход не является внешним диаметром трубы, а обозначает проход (сечение), по которому протекает среда через фланцевое соединение. Одной из особенностей фланцев стальных плоских приварных и стальных свободных на приварном кольце на диаметры условного прохода Ду 100,125 и 150 мм является то, что возможны три их конструкции под различные наружные диаметры трубы.
Поэтому при заказе этих фланцев на Ду 100,125 или 150 мм необходимо указывать букву, соответствующую требуемому диаметру трубы. Если в заявке (спецификации) на данные типоразмеры фланцев буква не указана, то фланцы изготавливаются под следующие диаметры трубы: 100А, 125А, 150Б (табл. 3).
Следующей особенностью фланцев с диаметром условного прохода Ду > 200 мм является то, что из-за различных классов точности изготовления труб и фланцев, расточка внутреннего диаметра фланцев плоского, свободного и его кольца допускается по фактическому наружному диаметру трубы с зазором на сторону не более 2,5 мм, т. е. по всему внутреннему диаметру фланца и кольца не более 5,0 мм. Другими словами, при изготовлении трубы возможно отклонение от идеальной формы круга, таким образом, труба может не соответствовать внутреннему диаметру фланца, что в свою очередь затрудняет соединение трубы и фланца.
Внимание! При оформлении заказа учитывайте показатели по давлению, температуре среды и марку стали, из которой выполнен фланец. Не всегда можно сочетать нужные вам давление и марку стали.
Более подробно об этом смотрите в табл. 1, также вы можете получить информацию по интересующему вас фланцу в материалах государственного стандарта (ГОСТ 12816-80).
Если при заказе не оговорены особенности конструктивного исполнения присоединительных размеров (ряд 1 или 2), то изготовление фланца по умолчанию осуществляется в соответствии с рядом 2. Конструктивным отличием фланцев ряда 1 от фланцев ряда 2 является разное количество отверстий в нем под крепежные болты (шпильки) и их диаметры.
Например, фланец на Ду 300 мм и Ру 63 кгс/см 2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 36 мм, а ряда 2—39 мм. Аналогично, фланец на Ду 80 мм и Ру 10 кгс/см 2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 18 мм с общим их количеством 8 шт., а ряда 2 соответственно — 18 мм и 4 шт. Поэтому эту особенность необходимо учитывать при заказе фланцев в качестве ответных под запорную арматуру.
Еще одной важной конструктивной особенностью всех изделий, составляющих фланцевое соединение, является условное давление, которое может выдержать соединение. Показатели по давлению зависят от геометрических размеров фланца и исполнения уплотнительной поверхности. Фланец стальной плоский приварной (ГОСТ 12820-80) и фланец стальной свободный на приварном кольце (ГОСТ 12822-80) выдерживают давление до 25 кгс/см 2 , а вот фланец стальной приварной встык (ГОСТ 12821-80) может выдерживать давление до 200 кгс/см 2 .
При этом особенностью данного показателя является то, что он может выражаться в различных единицах измерения: кгс/см 2 , Па, МПа, атм, бар. Единицей измерения при производстве и обозначении фланцев является кгс/см 2 . Во избежание недоразумений при заказе продукции всегда указывайте единицу измерения давления.
Исполнения фланца
В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 2), а для свободного фланца различные исполнения возможны только у приварного кольца. Поэтому при подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности.
Исполнение 1. Используется при условном давлении не выше 63 кгс/см 2 . Для трубопроводов, транспортирующих вещества А и Б технологических объектов I категории взрывоопасное не допускается применение фланцевых соединений с исполнением I уплотнительной поверхности, за исключением случаев применения спирально навитых прокладок с ограничительным кольцом.
При этом существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:
Исполнение 1 (с соединительным выступом) с исполнением 1;
Исполнение 2 (с выступом) с исполнением 3 (с впадиной);
Исполнение 4 (с шипом) с исполнением 5 (с пазом);
Исполнение 6 (под линзовую прокладку) с исполнением 6;
Исполнение 7 (под прокладку овального сечения) с исполнением 7;
Исполнение 8 (с шипом) с исполнением 9 (с пазом) с обязательным использованием фторопластовой прокладки.
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 ИСТ.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).
Памятка покупателя или как правильно оформить заказ на фланец
При оформлении заказа следуйте четкому порядку общепринятых обозначений:
1. Наименование детали: фланец.
2. Исполнение (поверхность под прокладку): 1-9.
3. Диаметр (условный проход) Ду, мм.
4. Давление Ру, кгс/см 2 .
5. Марка материала: Ст.20, Ст.12X18Н1 ОТ, Ст.09Г2С, Ст.15Х5М.
6. Стандарт (ГОСТ): ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12821-80, ГОСТ 12822-80. Дополнительные обозначения:
7. Ряд: 1 (ряд 2 не указывается).
8. Форма: квадратный (круглый не указывается).
9. Наружный диаметр трубы: А, Б, В (указывается для фланцев с Ду 100,125,150) только для ГОСТ 12820-80 и 12822-80.
При заказе круглого стального плоского приварного фланца Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом) условное обозначение будет выглядеть так:
Фланец 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80
При заказе квадратного стального плоского приварного фланца Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см 2 ) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом) условное обозначение будет выглядеть так:
Какой подойдет фланец для трубы?
Покупатели часто спрашивают, какой фланец купить на 76 трубу или какой фланец подойдет для 57 трубы. Определить нужный размер фланца можно по таблице соответствия Ду фланцев и DN электросварных труб.
Таблица соответствия Ду фланцев и DN электросварных труб
| Ду фланца | DN трубы |
|---|---|
| 25 | 32 |
| 32 | 38 |
| 40 | 45 |
| 50 | 57 |
| 65 | 76 |
| 80 | 89 |
| 100 | 102 |
| 108 | |
| 114 | |
| 125 | 133 |
| 150 | 159 |
| 168 | |
| 200 | 219 |
| 250 | 273 |
| 250 | 273 |
| 300 | 325 |
| 350 | 377 |
| 400 | 426 |
| 500 | 530 |
| 600 | 630 |
| 700 | 720 |
| 800 | 820 |
| 900 | 920 |
| 1000 | 1020 |
| 1200 | 1220 |
| 1222 (для Ру10) | |
| 1400 | 1420 |
| 1600 | 1620 |
Товары по теме публикации:
Таблицы размеров плоских стальных фланцев по ГОСТ
Стальные фланцы — специальные детали, предназначенные для монтажа трубопровода. Они изготавливаются методом литья или резкой. В первом случае расплавленный металл заливается в специальную форму, во втором — вырезается круг из цельной заготовки. И лишь затем осуществляется механическая обработка на станке.
Изготовление и конструкция приварных фланцев
Фланцы стальные плоские приварные изготавливаются по ГОСТ размеры указываются в таблицах в соответствии с номинальным рабочим давлением и условным диаметром прохода среды в системе. Их размерный ряд насчитывает изделия с Ду от 10 до 2400 мм при условном давлении от 0,1 до 2,5 МПа.
Способ монтажа стальных фланцев на трубу
При изготовлении продукции используются различные марки стали (углеродистая, легированная, коррозионностойкая). Герметичность фланцевого соединения дополнительно обеспечивается с помощью уплотнительных прокладок. Уплотнительная поверхность (зеркала фланца) может иметь различную форму в зависимости от исполнения детали.
Эти изделия отличаются простотой конструкции. Они представляют собой цельный диск с проходным отверстием посередине и крепежными отверстиями, через которые продевается шпилька или болт при стягивании соединения. Центральное отверстие фланца стального плоского приварного имеет чуть больший размер, чем диаметр трубы аналогичного Ду, из-за того, что фланец надевается на трубу перед сваркой, а не приваривается встык.
Основные обозначения фланцев плоских приварных
На чертеже ниже показан фланец стальной плоский с размерами по ГОСТ 12820.
- D — наружный диаметр фланца;
- D1 — межосевое расстояние крепежных отверстий;
- D2 — диаметр прижимной поверхности (зеркала);
- dв — внутренний диаметр фланца;
- b — толщина фланца;
- h — высота зеркала;
- dн — диаметр отверстий под шпильки и болты.
Также существуют воротниковые приварные фланцы, имеющие специальный выступ в форме усеченного конуса по внутреннему диаметру. Они используются для стыковки трубопроводных элементов между собой и изготавливаются по ГОСТ Приварка к трубе осуществляется «встык». Это обеспечивает возможность демонтажа фланца без резки трубопровода.
Согласно ГОСТ 12821 и ГОСТ 12820, фланцы приварные изготавливаются в нескольких исполнениях: с выступом, с впадиной, с шипом, с пазом, под овальное уплотнение, под линзовую прокладку.
Пример условного обозначения фланцев согласно ГОСТ 12820:
Фланец 1-80×25 ст. 09Г2С ГОСТ 12820-80. Расшифровка: фланец плоский приварной, изготовленный с размерами по ГОСТ 12820. Исполнение — 1, Ду80 и давление среды 2,5 МПа. Материал изготовления — сталь 09Г2С.Таблицы размеров и веса фланцев по ГОСТ и
Ниже приведены таблицы с размерами фланцев, выпущенных по ГОСТ 12820 и 12821 для разных значений давления. Компания «НХИ» занимается изготовлением изделий трубопроводной арматуры и предлагает широкий ассортимент фланцев стальных плоских приварных с размерами и чертежами в соответствии с ГОСТ по цене производителя.
Таблица размеров фланцев плоских приварных по ГОСТ
В этой таблице представлены габаритные размеры фланцев, изготовленных по ГОСТ 12820. Они имеют Ду от 10 до 2400 мм и предназначены для трубопроводных систем с давлением от 0,1 до 2,5 МПа.
Фланцы приварные стальные плоские, воротниковые, свободные
Для начала давайте посмотрим, как же могут выглядеть фланцы плоские стальные приварные на фото ниже:
На фотографии мы видим, что фланцы несколько отличаются друг от друга потому, что это два разных типа: плоский и воротниковый, какой и для чего нужен все подробно рассмотрим.
Фланцевое соединение
И так для чего нужен фланец? А его назначение в том, чтобы организовать фланцевое соединение. Допустим есть два участка трубы и их можно конечно сварить между собой, но тогда это будет жесткое неразъемное соединение, а для того чтобы организовать быстроразъемное фланцевое соединение и применяют фланцы, которые наваривают на концы труб и стягивают болтами с гайками или шпильками с гайками, как на фото ниже.
Сам фланец представляет из себя плоское кольцо или иногда делают в виде квадрата или прямоугольника с отверстием посередине для вставки конца трубы и несколькими равномерно расположенными ближе к внешнему диаметру отверстиями в которые вставляются болты или шпильки, на них накручиваются гайки и два фланца стягиваются между собой. Для герметизации соединения между фланцами ложится прокладка из специальной резины или другого материала для этих целей, например фторопласта. Кстати от вида прокладок бывают и разные исполнения, правильней будет конечно на разных типах и разные прокладки.
Сами по себе трубы между собой стыкуются часто, но больше нужно соединять какие либо аппараты или устройства, например теплообменные аппараты с участком трубопровода по которому подводится какая либо среда. Например посмотрите на фото ниже там находится маслоохладитель мб 25-37 и на концах хорошо видны два фланца цифра 1, которые приварены к патрубкам и на них дополнительно находятся ответные фланцы цифра 2 прикрученные болтами с гайками, это такой комплект поставки при изготовлении теплообменника. Ответные фланцы и нужны заказчику, чтобы организовать соединение аппарата с участком трубопровода.
Допустим заказчик заказал изготовление теплообменника, привез его на место, установил и нужно его подключить. Для этого к аппарату подводят трубопроводы, на концы труб наваривают плоские стальные ответные фланцы идущие в комплекте и соединяют фланец на охладителе и на конце трубы болтами или шпильками не забыв конечно положить между ними прокладку для герметичности. Удобно! Т.к. возникает переодически например для ремонта или профилактики необходимость останавливать работу устройства и разбирать его. На этом маслоохладители имеются четыре плоских стальных фланца. Два для подвода и отвода охлаждающей воды и два для подвода и вывода охлаждаемого масла.
Точно так же присоединяются к различным технологическим емкостям участки трубопроводов. Фланцы 1 и 2 относятся к виду фланцев арматуры, соединительных частей и трубопроводов.
Таким образом можно сказать, что фланцы нужны для организации подключения или присоединения участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам: теплообменникам, емкостям и т.д., для подвода и отвода сред, а так же для стыковки между собой участков трубы.
Идем дальше. Цифрой 3 на рисунке обозначен то же фланец, но уже относится к типу для сосудов и аппаратов. Вот и проявляются уже различия.
Различия, виды и типы фланцев
Какого вида, где использоваться, из какого материала изготовлен, при каких условиях должен работать тот или иной фланец регламентируется государственными стандартами или по просту ГОСТ-ами. Можно выявить два существенных типа фланцев: для арматуры и для сосудов и аппаратов.
Типы фланцев
Т.е. первые используют для соединения частей трубопроводов с патрубками, как на примере выше с мб 25-37, просто для присоединения труб, а вторые для изготовления и стыковки частей аппаратов. Например на фото мб 25-37 видны фланцы 3, которые стыкуют водяную камеру маслоохладителя с корпусом. Маслоохладитель, как раз и относится к теплообменным аппаратам и сосудам работающим под давлением.
Идем дальше. Мы выяснили, что первое отличие фланцев это, то для чего они предназначены рассмотрев два выше указанных госта. И далее уже внутри каждого ГОСТ имеются различные виды фланцев в зависимости от многих факторов их применения, назначения, изготовления. Смотрим.
Виды фланцев в зависимости от ГОСТ
ГОСТ 12815-80 содержит в себе виды фланцев:
-
литые из серого чугуна по ГОСТ 12817-80 - фланцы литой арматуры, соединительных частей, машин, приборов, патрубков аппаратов и резервуаров из серого чугуна на условное давление Ру от 0,1 до 1,6 МПа и температуру среды от минус 15 до плюс 300 °С.
Дополнительно скажу, что по этому же госту изготавливают фланцы глухие стальные. Как он выглядит можно на фото сверху в левом верхнем углу или чуть ниже. По сути это фланцевая заглушка.
Здесь отмечу, что в отличии от вышеуказанных возможно применение фланцевого соединения при более высоком давлении и при более низкой и высокой температуре. Это их основные различия применения.
Если нужно можно ГОСТ 12822-80 скачать в формате: word или pdf. Цена на фланцы в прайс-листе.
Для более подробного ознакомления нужно конечно пройти в соответствующий гост.
ГОСТ 28759.1-90 - фланцы сосудов и аппаратов:
-
стальные плоские приварные по ГОСТ 28759.2-90 - для сосудов и аппаратов диаметром от 400 до 4000 мм с условным давлением от 0,3 до 1,6 МПа при температуре рабочей среды от минус 70°С до плюс 300°С, предназначенных для работы в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности.
Теперь становится понятным каких типов бывают фланцы и на какие виды делятся в зависимости от назначения. Все технические характеристики, чертежи, конструкцию и размеры фланцев можно посмотреть пройдя по ссылкам вверху или выбрать соответствующий ГОСТ внизу статьи. Идем разбираться дальше.
Исполнения фланцев
Фланцевое исполнение это по сути конструкция или вид торцевой поверхности фланцев между которыми и создается фланцевое соединение. И здесь так же геометрия поверхностей регламентируется гост. Рассмотрим на примере.
ГОСТ 12815-80 содержит 9 исполнений:
- исполнение 1 - имеется соединительный выступ под углом 45 0 как фаска, кстати самое распространенное.
- исполнение 2 - так же с выступом но под углом 90 0 .
- исполнение 3 - с выступом под 45 0 плюс впадина, выборка изнутри.
- исполнение 4 - фланца с шипом, так же, как и предыдущее только выступ 90 0 .
- исполнение 5 - с пазом. Имеет вид кольцевой выборки.
- исполнение 6 - под линзовую прокладку. Имеет внутреннюю фаску.
- исполнение 7 - под прокладку овального сечения. Канавка овальной формы на торцевой поверхности.
- исполнение 8 и 9 - исполнение 8 так же, как и 4-е, а девятое, как 5-е. Чем они отличаются не понял разницы. Буду рад есликто напишет в комментариях к данной статье.
ГОСТ 28759.2-90 содержит 15 исполнений, а 28759.3-90 - двенадцать. Перечислять их нет смысла, поэтому прошу пройти по ссылкам этим ГОСТ-ов и подробненько все посмотреть, как они выглядят и т.д.
Геометрические размеры и вес фланцев
Очень важные параметры, как на этапе конструирования аппаратов, емкостей и т.д., так и на этапе эксплуатации и ремонта, в том числе и закупок, ведь нужно знать какую деталь купить. Поэтому очень важно знать какие присоединительные и габаритные размеры имеются у тех или иных фланцев. Размеров очень много но основной это Ду условный проход. На нем и основан выбор фланца при покупке, так и при конструировании. Давайте немного подробней.
Условный проход фланцев
Допустим имеются две трубы которые стыкуются между собой или патрубок на теплообменнике или какой-либо емкости. У труб и у патрубка есть наружный диаметр и иногда полагают, что он должен соответствовать в обозначении внутреннему диаметру фланца, но это не так. Например ду100 соответствует наружный диаметр трубы 108 мм или 114 мм, кстати по статистике яндекса чаше всего ищут фланец ду 100, а при ду 125 диаметр трубы 133 или 140 мм, для ду 150 выбирают трубу с диаметром 152, 159 или 168 мм в зависимости от исполнения и от буквы А, Б, В указанной в таблице ГОСТа. Когда делается заказ рядом с обозначением фланца обязательно указывается буква, если ее нет, то считается, что выбрана буква А.
Такая зависимость есть у плоских и фланцев с приварным кольцом, у воротниковых - встык такого нет. Если зайдет в ГОСТ-ы все подробно увидите.
Условный проход фланцев является основополагающим параметром от которого зависят все основные геометрические размеры. Т.е. зная величину условного прохода фланцев все остальные присваиваются автоматически, кроме одного ньюанса под названием ряд.
Ряды фланцев
Их всего два 1-й и 2-й, но они влияют на габаритные размеры. В зависимости какой ряд фланцев 1 или два зависят такие размеры, как:
- диаметры D3, D4, D5, D6.
- d - диаметр отверстий под шпильки или болты.
- n - количество этих крепежных отверстий.
- h1 - высота выступа и глубина шипа.
- h2 - глубина паза.
- h3 - глубина паза овального сечения.
- номинальный диаметров болтов или шпилек.
Все другие присоединительные или габаритные размеры зависят только от условного прохода. Фланцы должны в соответствии с гост изготавливаться по предпочтительному ряду 2 если не указан 1.
Все размеры на чертежах и в таблицах в зависимости от условного прохода и ряда можно посмотреть в ГОСТ-ах.
Вес или масса фланцев
Еще одна важная величина, это масса фланцев, скорее с практической точки зрения, например для определения веса всей партии, если есть другие варианты прошу поставить ваши комментарии в конце этого материала, буду очень благодарен. Эту величину так же можно найти в таблицах нужного ГОСТа.
Вот мы и познакомились с основными с моей точки зрения геометрическими и условными размерами и величинами фланцев. А все остальные можно найти и посмотреть в гост, их уже определяли различными прочностными расчетами сопромата. С размерами понятно, но так как фланец стальной и произведен из какого-то металла, которых марок очень много, соответственно встанет вопрос: "А из какого металла или марки стали делают фланцы и как выбрать нужный при необходимости, или как выбрать марку стали, чугуна и сплава фланцев"?
Материалы или марки стали, чугуна или сплавов фланцев
Для того, чтобы подобрать материал из которого делают фланцы существует ГОСТ 12816-80 и в нем есть одна замечательная таблица увидев которую становится все понятно. Допустим нас интересует воротниковый фланец или по-другому стальной приварной встык по госту 12821-80. Первое на, что обращаем внимание это условное давление при котором он работает. Допустим оно составляет 150 кгс/см2 или Ру 15МПа. Смотрим где оно находится, находим, что во второй колонке и второй части в диапазоне от 0.1 до 20 МПа, т.к. первая часть нам не подходит 0.1 до 10 МПа.
Далее смотрим температурный режим работы, например от -40 0 С до +450 0 С и находим, что нам подходит фланец из нержавейки 12х18н9т, хотя сейчас используется 12х18н10т, как самая распространенная марка нержавейки, а шпильки, болты и гайки и стали марки 20х13 коррозионно-стойкой жаропрочной, используемой в энергетическом машиностроении. Вот и вся наука.
Есть много разных марок сталей и сплавов, но самыми ходовыми являются ст20, ст3, 09г2с, 12х18н10т и 15хм, как наиболее часто применяемые для изготовления фланцев т.к. таких рабочих условий гораздо больше. Есть конечно специфические марки, но и условий где они должны работать очень мало. Стоит отметить, что есть много арматуры из чугуна литейного или ковкого, поэтому и фланцы применяют из соответствующих марок чугуна СЧ 15 и КЧ 30. Все остальные материалы если нужно смотрим в гост 12816-80. Можно и скачать.
Особенности соединения труб или патрубков с фланцем
Здесь я расскажу о особенностях стыковки трубопровода или патрубков аппаратов или емкостей непосредственно с самим фланцем. Т.к. самые распространенные это стальные приварные плоские, стальные приварные встык или воротниковые и стальные свободные на приварном кольце, то на них и остановимся.
Соединение стальных плоских приварных фланцев с трубой или патрубком
Труба при монтаже вставляется во фланец и обваривается двумя швами, одним внутри и другим снаружи по торцевой поверхности. Самое трудоемкое соединение, т.к. нужно сделать два сварных шва и для совмещения отверстий придется крутить трубу.
Соединение стальных приварных фланцев встык - воротниковых
Для монтажа конец трубы торцом прислоняется к торцу фланца или так называемому воротнику, почему их и назвали воротниковые, тот что конусом и обваривается всего одним сварным швом. Значительно быстрее и проще.
Соединение стальных свободных фланцев на приварном кольце
Здесь берется труба на нее одевается сам фланец , далее труба вставляется в кольцо и обваривается. Точно так же и другая часть соединения. Получается, что к трубам приварены только кольца, а фланцы свободно вращаются на трубах или патрубках. Далее концы подводятся друг к другу, вращая фланцы добиваются совпадения отверстий по контуру и вставляются шпильки или болты и все стягивается гайками. Чрезвычайно удобно, т.к. нет необходимости вращать трубу или добиваться точного совпадения отверстий до сварки, что не всегда получится. Очень практично в труднодоступных местах или там где требуется частая проверка фланцевого соединения, например в химической промышленности. Может быть и дешевле т.к. допускается применить только кольцо из нержавейки, а сам фланец из обычной углеродистой стали 3 или стали 20.
Вот мы и рассмотрели, как стыкуются самые распространенные виды фланцев и теперь хотелось бы показать, как правильно нужно их обозначать.
Обозначение фланцев
Обозначение плоских приварных фланцев
Фланец 1-450-10 ст. 20 ГОСТ 12820-80 - так обозначается обычный плоский фланец исполнения 1 (с соеденительным выступом) с условным проходом 450 мм рассчитанный на условное давление 10 кгс/см2 или 1 МПа сделанный из стали 20.
И если фланец квадратный, с Ду 1200 из стали 3, то: Фланец квадратный 1-1200-10 ст. 3 ГОСТ 12820-80.
Когда заказываются фланцы с условным проходом Ду 100, 125 и 150 м, то указывается буква соответствующего диаметра трубы.
При заказе фланцев исполнения шип-паз под фторопластовые прокладки после цифр условного давления ставится буква Ф.
Обозначение воротниковых фланцев - приварных встык
Фланец 1-1000-100 ст. 12х18н10т ГОСТ 12821-80 - воротниковый фланец исполнения 1, условный проход Дц 1000 мм, Ру 10 МПа или 100 кгс/см2, из нержавейки.
Фланец квадратный 1-800-10 ст. 12х18н10т ГОСТ 12821-80 - если квадратный. И здесь Ду 800, а Ру 1 Мпа.
И если исполнение шип-паз, то добавляется буква Ф.
Обозначение свободных фланцев
Фланец 125-6 ст.3сп ГОСТ 12822-80 - Ду 125, Ру 0,6 МПа, сталь 3 сп.
Фланец квадратный 400-6 ст. 15хн ГОСТ 12822-80. Здесь условный проход 400 мм и сталь 15ХМ.
Т.к. в паре используется приварное кольцо, то оно обозначается так:
Кольцо 1-400-6 ст. 15ХМ ГОСТ 12822-80 - исполнение 1, Ду 400 мм.
При заказе диаметров 100, 125, 150 нужно добавить букву какую вам нужно. А при заказе фланце под фторопластовые прокладки шип-паз добавляется буква Ф.
Вот мы и рассмотрели, как обозначаются основные виды фланцев и можно перейти к следующему вопросу, думаю очень важному. А он о том, а как же купить фланцы, где посмотреть цену, а может быть и посмотреть прайс с ассортиментом, наличием и ценами.
Как купить стальные приварные фланцы, цены и прайс лист
Заключение
Вот и подходит к концу сегодняшний материал касающихся большинства аспектов о фланцах на которые следует обращать внимание. Получился довольно большой, но здесь были затронуты очень важные моменты по этой тематике.Чуть ниже дам справочные материалы, чтоб всегда можно было зайти и посмотреть все в подробностях и иметь под рукой если с этим работаете постоянно. Если есть какие либо вопросы или замечания высказывайте пожалуйста в комментах чуть ниже этой статьи с удовольствием на них отвечу.
Буду очень вам благодарен если в качестве оценки за мою работу вы поделитесь ссылкой на эту статью в ваших социальных сетях или закладках.
Так же советую посмотреть производимое оборудование на каком кстати применяются фланцы:
Читайте также: