Подбор шпилек для фланцев различных типов

Фланцевые соединения широко используются в промышленности для герметичного соединения трубопроводов, арматуры и оборудования. Одним из ключевых элементов фланцевого соединения являются шпильки, которые обеспечивают надёжное крепление и равномерное распределение нагрузки. В зависимости от типа фланца, его исполнения и рабочих параметров, подбираются соответствующие шпильки.

В данной статье рассмотрены основные типы фланцев и рекомендации по подбору шпилек для них. Все данные приведены для 1 исполнения (Ряд 1).

1. Воротниковые фланцы по ГОСТ 12821-80

• Воротниковые фланцы (стальные приварные встык) применяются в системах с высокими давлениями и температурами. Они обеспечивают надёжное соединение за счёт приварки встык к трубе, что снижает концентрацию напряжений.

Основные параметры для подбора шпилек:

• Условный диаметр (DN) — от 10 до 1600 мм.
• Условное давление (PN) — от 0,1 до 20 МПа.
• Тип исполнения — 1 (Ряд 1).

Рекомендации по шпилькам:

• Материал шпилек должен соответствовать материалу фланца (обычно сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т).
• Длина шпилек рассчитывается с учётом толщины фланцев, прокладки и гаек.
• Диаметр шпилек выбирается в соответствии с таблицами ГОСТ 12821-80.

Пример подбора: для фланца DN 100, PN 1,6 МПа:

• Диаметр шпилек — М20.
• Длина шпилек — 120 мм (с учётом толщины фланцев и прокладки).

2. Плоские фланцы по ГОСТ 12820-80

• Плоские фланцы применяются в системах с умеренными давлениями и температурами. Они привариваются к трубе по окружности, что упрощает монтаж, но создаёт более высокую концентрацию напряжений по сравнению с воротниковыми фланцами.

Основные параметры для подбора шпилек:

• Условный диаметр (DN) — от 10 до 1600 мм.
• Условное давление (PN) — от 0,1 до 2,5 МПа.
• Тип исполнения — 1 (Ряд 1).

Рекомендации по шпилькам:

• Материал шпилек — сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т.
• Длина шпилек зависит от толщины фланцев и прокладки.
• Диаметр шпилек выбирается по таблицам ГОСТ 12820-80.

Пример подбора: для фланца DN 50, PN 1,0 МПа:

• Диаметр шпилек — М16.
• Длина шпилек — 90 мм.

3. Глухие фланцы (заглушки) по АТК 24.200.02-90

• Глухие фланцы (заглушки) используются для герметичного перекрытия концов трубопроводов или отверстий в оборудовании. Они не имеют центрального отверстия и применяются в системах с различными давлениями и температурами.

Основные параметры для подбора шпилек:

• Условный диаметр (DN) — от 10 до 1600 мм.
• Условное давление (PN) — от 0,1 до 20 МПа.
• Тип исполнения — 1 (Ряд 1).

Рекомендации по шпилькам:

• Материал шпилек должен соответствовать материалу заглушки (сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т).
• Длина шпилек рассчитывается с учётом толщины заглушки и прокладки.
• Диаметр шпилек выбирается по таблицам АТК 24.200.02-90.

Пример подбора: для заглушки DN 200, PN 2,5 МПа:

• Диаметр шпилек — М24.
• Длина шпилек — 150 мм.

Общие рекомендации по подбору шпилек

1. Материал шпилек:

• Для стандартных условий — сталь 20, 09Г2С.
• Для агрессивных сред — нержавеющая сталь 12Х18Н10Т.
• Для высоких температур — жаропрочные сплавы.

2. Длина шпилек:

Рассчитывается по формуле:  L=2×T+S+H+C  где:

• T — толщина фланца.
• S — толщина прокладки.
• H — высота гайки.
• C — запас на резьбу (обычно 5–10 мм).

3. Диаметр шпилек:

• Выбирается по таблицам ГОСТ или АТК в зависимости от DN и PN.

4. Резьба:

• Обычно метрическая (М12, М16, М20 и т.д.).
• Для высоконагруженных соединений — трапецеидальная или упорная резьба.

5. Покрытие:

• Для защиты от коррозии — цинкование, кадмирование или покрытие эпоксидными составами.