Область применения

Фланцы - это компоненты трубопровода, соединенные между собой болтами или шпильками с использованием прокладки между двумя фланцами в качестве уплотнительного материала. Фланцы используются для соединения труб друг с другом, соединения труб с фланцевыми клапанами, соединения труб с фланцевыми фитингами, соединения труб со специальными элементами трубопроводов с фланцами, такими как фильтры, и для изоляции участков трубопроводов с помощью глухого фланца.

Ниже приведены типы фланцев, используемых в трубопроводных системах:

Скользящие фланцы
Воротниковые Фланцы (сварка в стык)
Фланцы внахлест
Двухкомпонентные фланцы (Фланцы с буртом)
Резьбовые Фланцы
Глухие фланцы

Типы фланцев

Накладные фланцы устанавливаются на трубах путем надевания отверстия фланца на наружный диаметр трубы и закрепления его на трубе
с помощью угловых сварных швов. Сварной шов между трубой и накладными фланцами отсутствует, поэтому соединение не может быть подвержено
рентгенография. Накладной фланец может иметь одинарный заполненный сварной шов или двойной угловой сварной шов. В соответствии с пунктом 328.5.2 стандарта ASME B31.3, если надевается фланцы сварные одинарные сварной шов требуется выполнить на ступице. Там, где требуется два сварных шва, один угловой сварной шов выполняется на
втулка скользящего фланца и второй угловой сварной шов выполнены на внутреннем диаметре фланца близко к торцу фланца. В положение трубы внутри накладного фланца должно быть таким, чтобы можно было выполнить угловой сварной шов без повреждения торцевой поверхности фланца. Размер углового шва на внутренней стороне фланца равен меньшей толщине стенки трубы или 6 мм.

ASME B31.3 предлагает три варианта сварных деталей для двойных приварных накладных фланцев. Скользящий фланец должен быть приварен с двойной сваркой, как показано на рис. 328.5.2B стандарта ASME B31.3, когда обслуживание

· подвержен сильной эрозии, щелевой коррозии или циклическим нагрузкам
· легковоспламеняющиеся, токсичные или повреждающие ткани человека
· в тяжелых циклических условиях
· при температурах ниже - 101°C (- 150°F)

Следует избегать использования накладных фланцев там, где ожидается много больших температурных циклов, особенно если фланцы не изолированы.

Преимущества накладных фланцев

· Скользящий фланец является предпочтительным фланцем для многих местных применений
· Снижены затраты на материал
· меньшее количество навыков, требуемых для установки, благодаря использованию угловых швов вместо стыкового шва с полным проникновением.
· подготовка конца сварного шва на концах труб не требуется
· сниженная точность отрезания длины трубы

Ограничения и недостатки накладных фланцев

Хотя первоначальная стоимость приобретения накладного фланца невелика, накладной фланец имеет следующие недостатки:

· установка фланца требует использования двух угловых швов
· неразрушающий контроль требуется для двух сварных швов, что делает стоимость установки примерно такой же, как у фланца с горловиной сварного шва.
· скользящие фланцы не подходят для циклических нагрузок, как упоминалось выше
· накладные фланцы не выпускаются в размерах 21/2 дюйма и более для класса 1500 и не выпускаются в любых размерах для класса 2500. rating
· прочность накладного фланца меньше, чем у фланца со сварной горловиной, из-за его конструкции (меньшее усиление в ступице) и способа установки (угловой сварной шов вместо стыкового).

Сварные шейные фланцы - это правильная терминология, используемая в соответствии с ASME B31.3 и ASME B16.5. Однако в промышленности сварные шейные фланцы обычно называют воротниковыми фланцами или фланцами WN. Фланец сварочной горловины состоит из конической ступицы, которая крепится к трубе с помощью стыкового шва с полным проникновением. Из-за наличия дополнительной зоны усиления в втулке фланца с приварной горловиной и из-за его установки сваркой втулка становится неотъемлемой частью трубы. Это придает фланцу со сварной горловиной большую прочность и целостность, а также способность выдерживать значительно более высокие изгибающие моменты, чем скользящий фланец. Поскольку фланцы с приварной горловиной крепятся к трубе стыковой сваркой, внутренний диаметр конца втулки должен соответствовать внутреннему диаметру конца трубы. При покупке фланцев со сварной горловиной необходимо указать детали соответствующего идентификатора трубы или толщины стенки.

Преимущества сварки шейных фланцев

Ниже приведены преимущества фланцев со сварной горловиной:

· Стыковой сварной шов позволяет проводить неразрушающий контроль с помощью рентгенографии на фланце сварной горловины в отличие от скользящего фланца, который может быть проверен только с помощью контроля магнитных частиц или контроля проникновения красителя.
· Фланец со сварной горловиной может быть непосредственно приварен к фитингам для стыковой сварки, таким как отводы, тройники или редукторы, не требуя короткого отрезка трубы, в отличие от фланца со скользящей головкой, для установки которого требуется прямая труба
· Несмотря на то, что первоначальная стоимость приобретения фланца с приварной горловиной выше, чем накладного фланца, стоимость установки (которая включает сварку и проверку) снижает разницу
· Сварные шейные фланцы выдерживают более высокие изгибающие моменты
· Фланцы со сварной горловиной подходят для трубопроводных систем, подверженных воздействию высоких давлений, высоких циклических нагрузок, высоких температур, а также криогенных условий эксплуатации.

Фланец для приварки к гнезду состоит из посадочного гнезда, в котором закреплена труба с помощью углового шва на ступице снаружи. В соответствии с ASME B31.3 перед любой сваркой, включая сварку прихватом, требуется необходимый для сварки зазор. Если этот зазор не соблюдается, подвод тепла во время сварки может привести к соприкосновению трубы с нижней частью посадочного гнезда из-за дифференциального расширения между фланцем и трубой и привести к растрескиванию сварного шва. Зазор между раструбом и трубой является источником щелевой коррозии в системе трубопроводов с раструбным сварным швом.
Поскольку фланцы с торцевым швом крепятся к трубе угловым швом, они не считаются герметичными соединениями. Соединение, являющееся угловым швом, не может быть подвергнуто рентгенографии.
Неразрушающий контроль фланцев торцевого шва проводится с помощью магнитно-частичного или жидкостно-проникающего контроля. Несмотря на то, что в классе 1500 доступны фланцы для торцевого шва диаметром до 2 дюймов, в большинстве случаев они используются для размеров до 1 дюйма и ниже и для не ответственных применений.

Фланцы в нахлест не используются в классе давления 2500 согласно ASME B16.5. Фланец для торцевых швов подпадает под требования к торцевым швам ASME B31.3. Это ограничивает использование фланцев в нахлест там где может возникнуть щелевая коррозия или сильная эрозия.

Фланец внахлестного соединения представляет собой двухкомпонентный узел, состоящий из втулки с буртом и опорного кольцевого фланца внахлестного соединения. Торцевая поверхность заглушки действует как приподнятая поверхность фланца, поскольку ее наружный диаметр соответствует размерам приподнятой торцевой части фланца. Только тупиковый конец вступает в контакт с технологической жидкостью. Следовательно, фланцы внахлест с заглушками используются в качестве более дешевой альтернативы накладным фланцам в спецификациях трубопроводов из коррозионностойких материалов, таких как нержавеющая сталь или титан. Стоимость коррозионностойкого заглушки с кольцевым фланцем внахлестного соединения из углеродистой стали ниже, чем у полного накладного фланца из коррозионностойкого материала. Разница становится существенной для фланцев больших размеров и номинальных характеристик.
Поскольку опорное кольцо свободно прилегает к заглушке, его можно повернуть после приварки втулки к трубе, чтобы выровнять с соответствующим фланцем. Это преимущество снижает затраты на монтаж в процессе изготовления, поскольку предварительное выравнивание не требуется.
Эта функция также полезна для фланцев большого диаметра, в местах, где требуется регулировка вращения, и при обслуживании, требующем частого демонтажа для проверки и очистки.

Втулки выпускаются типа A, типа B и типаC. Втулки типа А имеет радиус развала снаружи. Этот радиус соответствует радиусу на внутренней стороне стандартного фланца внахлестку. Втулки типа В не имеет радиуса развала. Он предназначен для использования со стандартным накладным фланцем в качестве соединительного фланца опорного кольца. Обратите внимание, что накладной фланец нельзя использовать в качестве опорного кольцевого фланца для заглушек типа А, так как фланец не будет надеваться на Втулки из-за радиуса снаружи. Втулки типа С представляет собой изготовленную формообразующую трубу. Втулки типа С не должны использоваться в тяжелых циклических условиях.
Фланец внахлестного соединения представляет собой двухкомпонентный узел, состоящий из втулки с буртом и опорного кольцевого фланца внахлестного соединения. Торцевая поверхность заглушки действует как приподнятая поверхность фланца, поскольку ее наружный диаметр соответствует размерам приподнятой торцевой части фланца. Только тупиковый конец вступает в контакт с технологической жидкостью. Следовательно, фланцы внахлест с заглушками используются в качестве более дешевой альтернативы накладным фланцам в спецификациях трубопроводов из коррозионностойких материалов, таких как нержавеющая сталь или титан. Стоимость коррозионностойкого заглушки с кольцевым фланцем внахлестного соединения из углеродистой стали ниже, чем у полного накладного фланца из коррозионностойкого материала. Разница становится существенной для фланцев больших размеров и номинальных характеристик.
Поскольку опорное кольцо свободно прилегает к заглушке, его можно повернуть после приварки втулки к трубе, чтобы выровнять с соответствующим фланцем. Это преимущество снижает затраты на монтаж в процессе изготовления, поскольку предварительное выравнивание не требуется.
Эта функция также полезна для фланцев большого диаметра, в местах, где требуется регулировка вращения, и при обслуживании, требующем частого демонтажа для проверки и очистки.

Резьбовой фланец - это тип фланца, который имеет коническую трубную резьбу в отверстии, соответствующую стандарту ASME B1.20.1, и может использоваться в трубопроводных системах, где невозможно выполнить приварку фланца к трубе, например, во взрывоопасных зонах, где сварка может
создать потенциальную опасность. Резьбовой фланец привинчивается к трубе с наружной конической резьбой. Большинство инженерных организаций ограничивают их использование диапазоном размеров от 1/2 "до 4" и для коммунальных служб, таких как инструментальный воздух, заводской воздух, азот,
питьевая вода и сырая вода до класса давления 300.

Глухой фланец устанавливается в конце трубопроводной системы либо на коллекторном или ответвительном соединении, либо на клапане и служит средством надежной изоляции трубопроводной системы. Коллекторы трубопроводов могут быть соединены на концах с помощью днища, приваренного встык. Днище часто заменяется глухим фланцем, если требуется предусмотреть возможность дальнейшего удлинения коллектора. В дренажных системах глухие фланцы служат важными точками крепления стержней или могут быть демонтированы для удобства осмотра. Глухие фланцы можно просверлить и использовать в качестве переходных скользящих фланцев, или глухой фланец можно просверлить и нарезать резьбу для использования в качестве переходного фланца с резьбой. Глухие фланцы выпускаются с тем же номинальным давлением, что и фланцы со сварной горловиной, и с различными уплотнительными накладками.

Применимые стандарты для Фланцев

· ASME B16.1 - Фланцы для чугунных труб и фланцевые фитинги
· ASME B16.5 - Трубные фланцы и фланцевые фитинги
· ASME B16.24 - Фланцы для труб из литого медного сплава и фланцевые фитинги: Класс 150, 300, 400, 600, 900, 1500 & 2500
· ASME B16.36 - Фланцы с отверстиями
· ASME B16.42 - Фланцы для труб из ковкого чугуна и фланцевые фитинги: классы 150 и 300
· ASME B16.47 - Стальные фланцы большого диаметра: метрический/дюймовый стандарт NPS 26 - NPS 60
· AWWA 115 - Фланцевая труба из ковкого чугуна с Ductile-резьбовыми фланцами из ковкого чугуна или серого чугуна
· AWWA C207 - Фланцы для стальных труб для обслуживания гидротехнических сооружений - Размеры 4 дюйма. Через 144 дюйма (от 100 мм до 3600 мм)
· MSS SP 44 - Фланцы стальных трубопроводов
· MSS SP 51 - Коррозионностойкие фланцы класса 150LW и литые фланцевые фитинги
· MSS SP 65 - Фланцы и резьбовые заглушки для химической промышленности высокого давления для использования с прокладками линз