Фланцевые соединения. Типы, виды, обозначения

Типы фланцевых конструкций

• Высокая прочность фланцевых соединений делает их идеальными для трубопроводов высокого давления. При правильной установке и соблюдении требований они обеспечивают надёжную герметичность. Диаметр фланца должен точно соответствовать размерам трубы, поэтому многие производители сразу оснащают трубы крепёжными элементами. Регулярное техническое обслуживание, включая подтяжку болтов, помогает сохранить герметичность и продлить срок службы фланцев, особенно при механических нагрузках, вибрации, неблагоприятных климатических условиях и резких перепадах температур. Чем больше диаметр трубопровода, тем выше нагрузка на фланцевые соединения, поэтому важна качественная уплотнительная способность прокладок.
• Для труб малого диаметра фланцевые соединения экономически невыгодны, так как резьбовые соединения дешевле и отвечают всем техническим требованиям. Фланцы актуальны для трубопроводов большого диаметра, где они эффективно перераспределяют нагрузки. При специальной обработке они становятся устойчивыми к агрессивным средам, что важно в химической промышленности, а также выдерживают высокие температуры и давление.

Фланцы подразделяются на типы в зависимости от способа их соединения с аппаратами и конструкцией.

Фланцы плоские приварные (тип 01)

• Используются на стальных трубопроводах и для присоединения аппаратов. Представляют собой плоские кольца, которые приварены к краю обечайки* по периметру. Могут быть также с защитным кольцом. Используются при температуре до 300 градусов Цельсия и номинальном давлении от 0.1 до 2.5 Мпа.

*Обечайка — технический термин, обозначающий цилиндрическую/коническую часть сосуда, трубы или барабана.

• Таблица 1 — Применяемость плоских приварных фланцев

Свободный плоский фланец на приварном кольце (тип 02)

• Конструкция позволяет соединять арматурные элементы с условным диаметром от 10 до 600 мм, а также монтировать трубные участки в труднодоступных местах. Приварка кольца к трубе исключает контакт детали с транспортируемыми веществами, работающими под давлением до 25 кгс/см². Эксплуатация таких фланцев возможна при температурах не ниже -40°C.

• Таблица 2 — Применяемость плоских приварных фланцев на приварном кольце

Плоские свободные фланцы на отбортовке (тип 03)

• Разновидность типа 03 на отбортовке используется, когда требуется экономия дорогостоящих высоколегированных марок стали. Например, соединитель может быть изготовлен из алюминия. Такие фланцы применяются при минимальном давлении PN 2,5 и максимальном PN 16.

Плоские свободные фланцы на хомуте под приварку (тип 04)

• При монтаже сначала устанавливают соединительную часть, после чего хомут приваривают к основной конструкции. Фланцы типа 04 (с диаметром от 10 до 600 мм) рассчитаны на нагрузки 10, 15 и 25 кгс/см². Для их изготовления применяют углеродистую, низколегированную и антикоррозионную стали.

• Таблица 3 — применяемость плоских свободных фланцев на хамуте под приварку (тип 03, тип 04)

Фланцы воротниковые приварные встык (тип 11)

• Конические втулки-шейки присоединяют встык к обечайке с помощью прочного сварного шва, что придаёт соединению повышенную жёсткость и прочность. Металлоизделия с условным проходом от 10 до 4000 миллиметров, изготовленные методом ковки или литья, благодаря выпуклому воротниковому выступу способны выдерживать давление до 20 МПа. Это зависит от используемого металла и технологии производства.
• Изготовление таких фланцев из листового проката не допускается, рекомендуется использовать штампованные заготовки или поковки. Наличие воротника не только предотвращает турбулентность транспортируемых жидкостей, обеспечивая их беспрепятственный проход без перепадов давления, но и облегчает проведение рентгенографических проверок для выявления утечек в месте соединения.

• Таблица 4 — применяемость фланцев стальных воротниковых приварных встык

Фланцы литые из стали (тип 21)

• Размерные пределы и допустимые границы давления для литых стальных или чугунных элементов арматурных узлов определяются выбранной маркой стали или чугуна.
• Такие соединения подходят для трубопроводов, оборудования, приборов и промышленных ёмкостей, работающих при давлении не более 25 МПа.

• Таблица 5 — применяемость фланцев корпуса арматуры - сталь

Фланцы литые из серого чугуна (корпус арматуры)

• Фланцы, изготовленные из серого чугуна, используются в составе корпусов арматуры. Они отличаются высокой прочностью и устойчивостью к износу, что делает их подходящими для применения в трубопроводах, оборудовании и промышленных ёмкостях.
• Такие фланцы подходят для систем с умеренным давлением, а их характеристики зависят от марки чугуна и технологии производства. Они обеспечивают надёжное соединение и долговечность в эксплуатации.

• Таблица 6 — применяемость фланцев литых из серого чугуна корпуса арматуры

Фланцы литые из ковкого чугуна (корпус арматуры)

• Фланцы, изготовленные из ковкого чугуна, применяются в составе корпусов арматуры. Этот материал сочетает в себе повышенную прочность, пластичность и устойчивость к ударным нагрузкам, что делает его идеальным для использования в трубопроводах, оборудовании и промышленных ёмкостях.
• Такие фланцы подходят для систем с умеренным и повышенным давлением, а их характеристики зависят от марки чугуна и технологии производства. Они обеспечивают надёжное и долговечное соединение, устойчивое к механическим воздействиям и коррозии.

• Таблица 7 — применяемость фланцев литых из ковкого чугуна корпуса арматуры

Заключение

• Разнообразие типов фланцев (плоские приварные, свободные на приварном кольце, воротниковые приварные встык, литые из стали или чугуна) позволяет подобрать оптимальное решение для конкретных задач. Каждый тип фланцев имеет свои особенности, такие как диапазон рабочих температур, допустимое давление и материалы изготовления, что делает их применимыми в различных отраслях — от химической промышленности до энергетики.
• Для обеспечения долговечности и герметичности фланцевых соединений важно соблюдать правила монтажа, использовать качественные уплотнительные прокладки и проводить регулярное техническое обслуживание. Это особенно актуально для трубопроводов большого диаметра, где нагрузки на соединения значительно выше.
• В то же время, для труб малого диаметра фланцевые соединения могут быть экономически нецелесообразны, так как резьбовые соединения дешевле и проще в установке. Однако в случаях, где требуется высокая надёжность и устойчивость к агрессивным средам, фланцы остаются незаменимым решением.
• Таким образом, правильный выбор типа фланца, материала изготовления и соблюдение технологий монтажа и эксплуатации позволяют обеспечить долговечную и безопасную работу трубопроводных систем в самых различных условиях.