Общие особенности
Фланцевые соединения универсальны: при правильном подборе подходят для различных трубопроводных систем, вне зависимости от давления, типа, химических свойств транспортируемой среды. Они применяются при сборке как бытовых систем ХВС и ГВС, так и промышленных, специализированных, предназначенных для транспортировки газов, жидкостей с высокой окислительной активностью, нефтепродуктов.
Применение фланцев вместо других способов соединения, например сварки, обеспечивает следующие преимущества:
- Упрощение сборки. Процесс занимает меньше времени, исключает необходимость в специальном оборудовании, выполнении манипуляций, требующих привлечения квалифицированного персонала. Надежность, при этом соответствует всем требованиям, положениям отраслевых нормативно-технических документов.
- Простота ремонта. При необходимости поврежденный сегмент легко удалить из системы и заменить на новый.
- Простота модернизации. Действует тот же принцип, что и в предыдущем случае.
Конструкция фланцевого соединения
В монтажный комплект входит не только сам фланец – плоская деталь из металла, в которой предусмотрены технологические отверстия для механического крепежа – но и сам крепеж, а также прокладки из технологичного полимера или другого эластичного материала, обеспечивающего абсолютную герметичность, компенсирующего небольшие деформации, вызванные механическими нагрузками или колебаниями температуры.
Для максимальной надежности при установке необходимо использовать следующие крепежные элементы:
- болты. Обеспечивают общую жесткость соединения, плотно связывают детали друг с другом;
- шпильки. Стержень с нарезанной резьбой. В зависимости от типа соединения используются в комбинации с одной или двумя гайками;
- гайки. Применяются в комбинации с болтами и шпильками, позволяют плотно стянуть две части соединительного узла, стабилизировать их положение относительно друг друга, исключить разъединение под внешними нагрузками;
- шайбы. Они компенсируют термические и механические воздействия, препятствуют ослаблению крепежа;
- граверы. Модификации гаек, препятствующие произвольному раскручиванию гайки при продолжительных вибрациях.
Стандартизация фланцев
В России используются фланцевые соединения нескольких типов, для каждого из которых разработан собственный государственный стандарт. Основные ГОСТы:
- 12820-80. Плоские фланцы, для фиксации которых используется сварка. Достаточная прочность обеспечивается парой швов в стыковой области. Они не слишком удобны в использовании, однако характеризуются максимальной надежностью, подходят для ответственных трубопроводов, работающих под большим давлением;
- 12821-80. Воротниковые фланцы для стыковой установки;
- 12822-80. Фланцы, укомплектованные свободным кольцом. Удобны в установке, оптимально подходят для соединений, нуждающихся в частом обслуживании.
Материалы
При классификации фланцев нужно учитывать материал, из которого они изготовлены. От него зависят спецификации, допустимые нагрузки, физические параметры. Наиболее распространены следующие:
- Конструкционная сталь сорта 20. Ориентированы на трубопроводы, транспортирующие жидкости и газы, выдерживают температуры от -40 до +475 0C.
- Сталь сорта 09Г2С. Востребована на предприятиях, занимающихся переработкой углеводородного сырья, верхний предел температуры идентичен предыдущему, нижний – -70 0C.
- Сталь 12Х18Н10Т. Используется, в основном, для фланцев приварного типа, характеризуется максимальной стойкостью к окислению и коррозии, выдерживает температуры от -196 до +350 0C.
Для изготовления фланцев, подверженных высокотемпературным нагрузкам, применяются стальные сплавы сорта 15Х5М.
При подборе фланцев нужно руководствоваться материалом не только основы, но и прокладки. Наиболее распространены полимеры и эластомеры, модифицированные каучуки, полипропилены. Благодаря химической инертности и пластичности, они выдерживают значительные физические нагрузки, не подвержены окислению. Прокладки также делаются из металлических сплавов, при условии, что их твердость ниже, чем у основы.
