Типы фланцев, их назначение, виды соединений

   При фланцевом соединении двух предметов, используются различные прокладки из мягких материалов. Они вкладываются между фланцами, которые затем, при помощи болтов соединяются, за счет чего          достигается необходимая герметичность соединения.

       Фланцы обеспечивают герметичное соединение участков трубопроводов. Различают фланцы по форме, и соответствию стандартам.

Воротниковые фланцы (Фланцы стальные приварные встык)

       Воротниковый фланец представляет собой диск с отверстиями для болтов или шпилек, на котором имеется выступ в форме усеченного конуса. Этот выступ и называется воротником, и  используется для           приварки встык.

      Воротниковые фланцы очень часто используются в качестве соединительных частей трубопроводов высокого давления.

Фланец воротниковый изготавливается методом обработки литой кольцевой заготовки из конструкционной углеродистой стали или низколегированной стали для сварных конструкций. - фланцы воротниковые для криогенных температурных режимов, и нержавеющие воротниковые фланцы изготавливаются из коррозионно-стойких сталей 20Х13, 14Х17Н2, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 10Х11Н23Т3МР 

Применение воротниковых фланцев может быть многоразовым и позволяет разрывать соединение без резки самих труб. Воротниковый фланец используется на трубопроводах, где температура рабочей среды составляет от -253°С до +600°С, а условное давление -  0,1 - 20,0 МПа (1 - 200 кгс/см²).

Воротниковые фланцы ГОСТ 12821-80

Производство воротниковых фланцев регламентируется  отечественным нормативно-техническим документом ГОСТ 12821-80 "Фланцы стальные приварные встык  на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²). Конструкция и размеры". Данный документ был введен взамен ГОСТ 12829-67, ГОСТ 12833-67 и ГОСТ 12835-67.

Согласно ГОСТ 12815-80, различаются 9 различных исполнений воротниковых фланцев:

• Фланцы воротниковые с соединительным выступом;
• Фланцы воротниковые с выступом;
• Фланцы воротниковые с впадиной;
• Фланцы воротниковые с шипом;
• Фланцы воротниковые с пазом;
• Фланцы воротниковые с углублением под линзовое уплотнение;
• Фланцы воротниковые под уплотнительную прокладку овального сечения;
• Фланцы воротниковые с шипом под фторопластовую прокладку;
• Фланцы воротниковые с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланцы воротниковые DIN

Фланцы воротниковые по немецкому стандарту DIN (Deutsches Institute für Normung, немецкий институт стандартизации). К воротниковым фланцам DIN (Welding Neck Flanges) относятся фланцы, изготовленные по стандартам: (PN - условное (номинальное) давление, кгс/см².)

Фланец воротниковый ASME/ANSI

Согласно стандартам ASME/ANSI (ASME - American Society of Mechanical Engineers - Американское общество инженеров-механиков, American National Standards Institute - Американский национальный институт стандартов), фланцы воротниковые производятся согласно документам ASME/ANSI B16.5 - 1996 - "Pipe Flanges and Flanged Fittings" и ASME/ANSI B16.47 "Large Diameter Steel Flange". Данный стандарт описывает режимы температуры и давления, материалы, размеры, допуски, маркировки и пр.

В соответствии с ASME/ANSI B16.5, по условному давлению фланцы подразделяются на классы (допустимое условное давление в фунтах на квадратный дюйм): 150, 300, 400, 600, 900, 1500, и 2500. Для перевода из единиц "класса" в кгс/см², необходимо величину "класса" разделить на 6.

ANSI/ASME B16.47 включает классы 75, 150, 300, 400, 600, 900.

Фланец воротниковый EN

Стандарты, издаваемые Европейским комитетом стандартизации носят название EN. Документ DIN EN 1092-1 регламентирует стандарты на фланцы.

Воротниковые фланцы  имеют тип 11 и представлены для давлений PN 2,5, PN 6, PN 10, PN 25, PN 40, PN 63, PN 100.

PN - условное давление, кгс/см².

Далее приведена таблица соответствия стандарта EN 1092-1 и DIN для воротниковых фланцев. Для EN 1092-1 указаны эквивалентные стандарты DIN для каждого условного давления. Типы фланцев воротниковых, описанные только в EN 1092-1, но не описанные в DIN, обозначены символом "+". Символ "-" означает, что для данного давления не существует стандарта. Подчеркнутые номера стандартов заимствованы из DIN.

Плоские фланцы (Фланцы стальные плоские приварные)

Фланец плоский  состоит из диска с отверстиями для болтов (или шпилек), и применяется для соединения  частей трубопроводов, арматуры, валов, сосудов, резервуаров, приборов и т.п.  Фланец плоский применяется для плотного и герметичного соединения отдельных частей трубопроводов низких и средних давлений. Используется фланец плоский на трубопроводах, где рабочее составляет 0,1 - 2,5 МПа, а температура рабочей среды находится в пределах от -70°С до +450°С.

При монтаже плоский фланец насаживается на трубу и приваривается к ней двумя сварными швами вдоль окружности трубы. Фланцы плоские удобны в монтаже и использовании в промышленных целях.

Фланцы плоские производятся обработкой кольцевых заготовок, отлитых из следующих сталей: 3, 20, 20ФА (конструкционная углеродистая качественная), 09Г2С (конструкционная низколегированная для сварных конструкций) - фланцы плоские для криогенных температурных режимов, 13ХФА; 15Х5М (жаропрочные фланцы плоские); фланцы плоские нержавеющие из коррозионно-стойких сталей 20Х13, 14Х17Н2, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 10Х11Н23Т3МР 

Плоские фланцы ГОСТ 12820-80

Производство плоских фланцев регламентируется отечественным нормативно-техническим документом ГОСТ 12820-80 "Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²). Конструкция и размеры". Данный документ, стандартизующий плоские фланцы, был введен взамен ГОСТ 1255-67, ГОСТ 9938-62, ГОСТ 12827-67, ГОСТ 12828-67.

Согласно ГОСТ 12815-80, различаются 7 различных исполнений плоских фланцев:

• Фланцы плоские с соединительным выступом;
• Фланцы плоские с выступом;
• Фланцы плоские с впадиной;
• Фланцы плоские с шипом;
• Фланцы плоские с пазом;
• Фланцы плоские с шипом под фторопластовую прокладку;
• Фланцы плоские с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланец плоский ASME/ANSI

Фланцы плоские ASME/ANSI производятся согласно документу ASME/ANSI B16.5 - 1996 - Pipe Flanges and Flanged Fittings. Данный стандарт описывает режимы температуры и давления, материалы, размеры, допуски, маркировки и пр.

В соответствии с ASME/ANSI B16.5, по условному давлению фланцы подразделяются на классы (Class, допустимое условное давление в фунтах на квадратный дюйм): 150, 300, 400, 600, 900, 1500, и 2500. Для перевода из единиц "класса" в кгс/см², необходимо величину "класса" разделить на 6. Также данный стандарт включает рекомендации и требования на фланцевые соединения, а именно, фланцевый крепеж, и прокладки для фланцев.

Фланец плоский EN

Стандарты, издаваемые Европейским комитетом по стандартизации, имеют обозначение EN. Документ DIN EN 1092-1 регламентирует стандарты на фланцы.

Документ DIN EN 13445-3 позволяет проводить расчеты нескольких типов фланцев:

• Фланцы со сглаженным отверстием
• Фланцы с прокладкой на полную плоскость
• Фланцы под прокладку круглого сечения
• Фланцы свободные