Типы и назначения фланцев

Фланец представляет собой деталь, с помощью которой соединяются или крепятся два механических или трубопроводных компонента. Выглядит он как плоская либо многоугольная пластина, на которой располагается отверстие, предназначенное для пропуска внутреннего потока среды. На равном удалении от него находятся отверстия под болты либо винты, обеспечивающих прочное разборное соединение. Фланец может иметь округлую, квадратную или прямоугольную форму. Любую деталь такого рода, будь то фланец воротниковый или под втулку, можно использовать многократно.

Особенности производства

Фланцы воротниковые могут изготавливаться из разнообразных материалов, причем у каждого из таковых своя сфера использования, в частности в трубопроводах, предназначенных для газов оптимальны детали из нержавеющей стали или цветных металлов, в других случаях применяются чугунные элементы.

Фланцы из стали изготавливаются разными способами:

• литье – ковочное или песчаное – позволяет создавать детали, различающиеся по размеру и форме;
• штамповка заключается в применении к стальным листам высокого давления под прессом;
• при обрабатывании заготовок из листовой стали, как правило, задействуются фрезерные, сверлильные или токарные станки с ЧПУ;
• сварка применяется для создания нестандартных форм.

Выбор способа определяется размерами сферой использования фланца, а также вариантом соединения.

Чугунные фланцы производятся методом центробежного или песчаного литья, также заготовки обрабатываются с использованием станочного оборудования. При этом используется особый ковкий чугун, отличающийся от чугуна прочих марок меньшей хрупкостью.

Функции

Основное предназначение фланцев заключается в соединении концов труб или иных компонентов инженерной системы. Соединение получается жесткое, но при необходимости его можно разъединить и переместить. Выполняют они и иные функции:

• придают соединениям герметичность, не допуская утечек жидкостей или газов;
• помогают формировать модульные системы, допускающие модификацию и замену отдельных элементов;
• способствуют равномерному распределению нагрузки, давления;
• упрощают обслуживание инженерной системы, облегчая доступ к отдельным ее элементам.

Применение фланцев допускают адаптацию к разнообразным размерам или стандартам.

Разновидности

Согласно ГОСТ 33259-15 выделяется шесть разновидностей фланцев.

Фланец под втулку ПНД

Детали такого типа рода, изготавливаемые из стали, привариваются к трубам. С одной из сторон на их внутреннем диаметре снимается фаска, чтобы острый угол не мог врезаться в бурт литой втулки. Используя фланец под втулку ПНД, можно достичь нескольких целей:

• сделать трубопровод менее аварийным;
• снизить износ труб;
• повысить стойкость к различным воздействиям внешней среды.

Экологические риски на объекте при этом значительно уменьшаются, как и расходы, связанные с эксплуатацией трубопровода.

Воротниковый

Воротниковые фланцы рассчитаны на рабочее давление, не превышающее 20 МПа, и на температуру в диапазоне от -253 до +600°С. Монтируют их на оборудование с разнообразными приборами. Различают воротниковые фланцы с соединительным выступом и с уплотнительными поверхностями. Они характеризуются значимыми особенностями:

• особая прочность и герметичность соединения, что в особенности значимо при высоких температурах или давлении;
• стойкость к коррозийным процессам, обусловленная материалом изготовления, позволяющая задействовать фланцы в любой среде, в том числе и в химически агрессивной;
• возможность соединения посредством сварки.

Воротниковые фланцы подходят для труб из разных материалов, включая алюминий, чугун, сталь.

Стальной плоский приварной

Приварной фланец изготавливается из углеродистой стали. С помощью его создается разъемный стык, позволяющий ремонтировать сопрягаемые детали и проводить профилактические работы по мере необходимости. Устанавливая на трубу металлическое кольцо, его приваривают по окружности двумя швами. Так соединяют различное производственное оборудование:

• резервуары,
• трубы,
• патрубки,
• емкости,
• секции,
• сосуды.

Использовать фланец стальной плоский приварной можно в любых климатических условиях. Он достаточно податлив при монтаже и устойчив к перепадам давления или температуры.

Свободные фланцы на приварном кольце

Фланец такого рода состоит из двух колец – свободного и приварного. Второе, будучи внутренним, прикрепляется к трубе посредством сварки, обеспечивая герметичность, а первое надевается на трубу и вращается свободно, предназначается оно для фиксации и стягивания.

Применяются свободные фланцы на приварном кольце для монтажа коммуникаций в разных отраслях промышленности:

• нефтяная,
• пищевая,
• химическая.

Пригодны они и для канализационных сетей. Конструктивные особенности допускают максимально быстрый монтаж даже в труднодоступных местах.

Свободные фланцы на хомуте

Подобные фланцы отличаются от прочих тем, что к трубе не приваривается, а надевается на нее, благодаря чему его можно выравнивать под отверстия ответного фланца. Выравнивая болтовые отверстия таким образом, устраняют возможные неточности и перекосы.

Предназначаются свободные фланцы на хомуте для стальных труб, использовать их с полиэтиленовыми трубами нельзя. Если такая необходимость все-таки возникает, следует применять специальный проводник, обеспечивающий максимальную герметичность.

Свободные фланцы на отбортовке

Данная разновидность фланцев рассчитана на низкое давление рабочей среды – 1-6 кгс/см. Фланец непосредственно притягивает трубу с развальцовкой на конце. Применяются свободные фланцы на отбортовке для сочленения труб из легко гнущихся материалом – медных, стальных с буртом. Соединение герметизируется посредством прокладки из фторопласта, из особой резины. Такие фланцы обладают множеством преимуществ:

• легко крепятся;
• для них не опасны перепады давления и температуры;
• их можно многократно монтировать и демонтировать.

Фланцы данного типа пригодны для любых климатических условий.

Характеристики

При подборе соединительной арматуры наряду с разновидностью фланцев учитываются их базовые характеристики:

• толщину, диаметр подбирают с учетом размера труб и прочего оборудования для соединения посредством фланцев;
• материал выбирается в соответствии с такими условиями применения, как, химические свойства среды, уровень давления, температурный режим – это может быть углеродистая сталь, нержавейка, чугун, алюминий;
• класс прочности фланца определяет его способность противостоять нагрузкам;
• по типу соединения различают муфтовые, приварные, соосновные и сварные фланцы.

Значение имеют и стандарты:

• ГОСТ – российские.
• DIN – немецкие.
• ANSI – американские.

Сфера применения

Фланцы актуальны в различных областях:

• в нефтеперерабатывающей и химической сфере они нужны для объединения линий магистралей, а также для подключения к ним резервуаров, сосудов и аппаратов с возможностью отсоединения по мере необходимости;
• пищевой промышленности с помощью фланцев не только обустраивают трубопроводы и водопроводы, но и используют их для моек, холодильных камер, духовых шкафов, оборудования для консервации, цистерн;
• судостроении фланцы обеспечивают надежные соединения на кораблях;
• области теплоэнергетики с их помощью соединяют трубы и арматуру в системах теплоснабжения и на тепловых станциях;
• системах водоснабжения и канализации фланцы необходимы для монтажа трубопроводов и насосов.

Разнообразие видов фланцев позволяет подобрать подходящую арматуру для любых условий.