Про фланці

Де застосовують фланці?

Фланці використовуються для з'єднання арматури з трубопроводами, для об'єднання різних сегментів між собою трубопроводів, а також для підключення трубопроводів до різного обладнання. Фланці мають безліч переваг, таких як можливість багаторазового монтажу та демонтажу на трубопроводі, висока надійність герметизації з'єднань та можливість їх підтяжки, а також велика міцність та придатність для широкого діапазону тисків та проходів.

Однак, фланці мають і свої недоліки, такі як можливість ослаблення затяжки та втрату герметичності з часом, значна трудомісткість при складанні та розбиранні, а також великі розміри та вага, особливо при збільшенні тиску та умовного проходу.

Фланець чи флянець? Як правильно писати?

Фланець - це сталева сполучна деталь круглої форми, яка отримала свою назву з німецької мови - від слова Flansch. Етимологія слова Flansch має пізньосередньовічний походження, і виникнення слова має далекі корені. Незважаючи на те, що мовою оригіналі слово пишеться з буквою "a" у першому складі, в російській мові прийнято писати через голосну "а".

У деякій документації з машинобудування застосовують слова через букву "я", але в даний час це вважається архаїзмом.

Фланець - це плоска деталь квадратної, круглої або іншої форми з отворами для болтів або шпильок, яка служить для міцного та герметичного з'єднання труб, трубопровідної арматури, приєднання труб один до одного, до машин, апаратів та ємностей, а також для з'єднання валів та інших деталей, що обертаються (фланцеве з'єднання).

Фланці використовуються попарно (комплектом) та виконуються відповідно до ГОСТ 33259-2015. Виконання фланців залежить від робочого тиску, на який розраховується фланець або фланцеве з'єднання, і від навколишнього середовища.

Типи фланців

01 – сталевий плоский приварний;
11 - комірний фланець (сталевий приварний встик);

21 - литої сталевої (частина корпусу металоконструкції);

Вільні:
02 – на приварному кільці;
03 – на відбортуванні;
04 – на хомуті під приварювання;

Фланці типу 01 є плоскими приварними деталями, які можуть бути встановлені на трубопроводи з умовним проходом до 2400 мм та витримують навантаження до 25 кгс/см2. Трубодеталь типу 1 закріплюється на трубі за допомогою двох зварних швів і використовується в різних галузях промисловості, таких як нафтова, хімічна, нафтогазова, харчова та металургійна.

Фланець типу 11 відрізняється наявністю виступу у вигляді усіченого конуса, який називається "коміром" або "шиєю". Трубодеталь типу 11 монтується методом зварювання встик, що виключає текти робочого середовища та створює герметичне з'єднання трубопровідних ділянок. Фланець типу 11 підходить для трубопроводів, які працюють під тиском до 250 кгс/см2 і може використовуватися для обладнання з номінальним перерізом до 4000 мм.

Фланець типу 02 складається з двох частин: диска та кільця з наскрізними отворами в центрі. Елемент типу 2 виготовляється із сталі за кресленнями, розмірами галузевого стандарту та може бути монтований на труби номінальним діаметром до 600 мм. Першим кроком є насаджування пластини, а потім на неї насаджується ланка, яка приварюється до трубопрокату. Фланець типу 02 залишається рухомим, що дозволяє стикувати трубні ділянки без повороту. Такі деталі використовуються для з'єднання арматури у важкодоступних місцях та при частих перевірках обладнання чи його ремонті.

Фланець типу 21 – це сталева лита деталь, яка є частиною арматури. Він виготовляється зі сталі, сірого або ковкого чавуну відповідно до вимог технічної документації та витримує постійні навантаження до 25 МПа. Чавунні пристрої, в порівнянні зі сталевими, мають більшу вагу, менш схильні до деформації і краще зберігають свою форму.

Як вибрати фланець для труби?

1. Вибираємо матеріал фланця виходячи з внутрішнього та зовнішнього середовища.

2. Визначаємо робочий тиск системи трубопроводу

3. Виконання фланця у відповідь (тип)

4. Визначаємо діаметр фланця враховуючи:

- зовнішній діаметр труби;

- кількість отворів у відповідь фланця;

- зовнішній діаметр відповідного фланця;

- міжцентрова відстань отворів кріплення.

Як фланець кріпиться до труби

Згідно з ГОСТами, сталеві фланці класифікуються за декількома стандартами, включаючи:

ГОСТ 12820-80 для плоских приварних деталей, які встановлюються на трубу і кріпляться зварюванням. З'єднання здійснюється двома швами на місці стику (з двох боків фланця). Монтаж досить трудомісткий, але забезпечує надійне з'єднання.
ГОСТ 12821-80 для встик приварних деталей, також відомих як комірцеві фланці. З'єднання відбувається шляхом стикування торця труби та коміра основної деталі, а потім проводиться зварювання одним швом для посилення конструкції.
ГОСТ 12822-80 для вільних частин на кільці, що включає додатковий елемент - кільце з рівним діаметром фланця. Ця конструкція легко монтується та ефективно використовується у важкодоступних місцях. Тип з'єднання особливо зручний для проведення частих ремонтів і полягає у приварюванні кільця при вільному розміщенні фланця, який може легко обертатися на трубі.

Які болти йдуть на фланці?

Діаметр та довжина болта для з'єднання двох фланців розраховується виходячи з товщини фланця та отвору під кріплення. Важливо врахувати, що той самий діаметр фланця може мати різну товщину. Фланці виготовляються для роботи під тиском 6 бар, 10 бар, 16 бар, 25 бар і мають різну товщину, розраховану для безпечної роботи.

Докладніше у таблиці підбору болтів і розрахунку кількості та маси болтів.