Болтовое соединение фланцев трубопроводов

Технология фланцевого соединения стальных труб: Пошаговая инструкция +Фото и

Для монтажа металлических труб в своем большинстве используют сварку, но порой требуется фланцевое соединение труб из стали.

Данный вид соединения применяется для монтажа труб большого диаметра и в случаях, когда конструкция должна легко демонтироваться.

Фланец – это кольцо или квадрат (самые распространенные формы), плоской формы с несколькими отверстиями по периметру, для болтов (шпилей с гайками) и отверстием по центру для трубы.

Общие сведения

Существует несколько видов фланцевого соединения, каждое из которых делается строго в соответствии ГОСТа:

1. Плоские фланцы –ГОСТ 12820-81
2. Воротниковые – ГОСТ 12821-81
3. Свободные фланцы на приварном кольце –ГОСТ 12822-80
4. Фланцы для сосудов и аппаратов ГОСТ 28759,2-90
5. Кольцевая заглушка ГОСТ 12836-80

Чтобы соединение деталей было герметичным применяют уплотнители:

При помощи фланцев соединяются не только трубы между собой, но и производится монтаж труб к другим конструкциям. Например, к емкости, на патрубок которой установлен фланец или чтобы произвести стыковку изделий из разного материала.

Соединительные детали изготавливают из:

1. Ковкого чугуна. Фланцы отливаются. Допустимое давление 4МПа. Допустимая температура жидкости от -300 до +4000
2. Стали. Литые соединительные детали с допустимым давлением 20МПа и рабочей температурой от -2500 до +6000 . Применяются для монтажа изделий из разного материала.
3. Стали. Приварные фланцы. Предназначены, для труб с небольшим давлением 2,5 МПа.
4. Чугун серый. Литые фланцы используются, для труб с максимальным рабочим давлением 16МПа. Допускается транспортировка жидкости температурой от -150 до +3000.

Внимание! Стальные фланцы отливаются из легированной, углеродистой и нержавеющей стали.

Также выпускаются полипропиленовые фланцы, для монтажа пластикового трубопровода с незначительным давлением:

• Проходные – соединительные фланцы для труб
• Глухие – предназначены для установки в тупиковых ветках трубопровода.

Для того, чтобы соединить две детали потребуется два одинаковых фланцы, которые плотно прикреплены к срезу трубы.

Присоединяются фланцы двумя способами:

• Сажаются на резьбу. Такой вид установки соединительного элемента применим только для безнапорной магистрали.
• Крепятся путем приваривания.

Фланцы предназначенные для одной стыковки называют ответными. Когда элементы установлены, производится их соединение и закрепление при помощи болтов или шпилек. Шпильки закреплять проще и быстрее, так как резьба с двух сторон и затягивать гайки можно сразу с обоих концов.

Как выбрать фланцы для стальных труб?

Условный проход соединительного элемента – внутреннее сечение трубы, для которой выбирается фланец. Обозначается Ду (мм).

Важно! Приварные фланцы имеют еще одну маркировку, в виде латинской буквы, которая дает характеристику внешнему размеру (диаметру) трубы.

Ряд

Изделия с идентичным условным проходом, бывают разными:

• Отличие в расстоянии между крепежными отверстиями
• Разница в размере отверстий.

Обычно данный показатель называют рядностью.  То есть, чтобы соединить две детали при помощи фланцев у них должен совпадать не только условный проход, но и быть одинаковая рядность.

Допустимый уровень максимального давления трубной магистрали

Показатель зависит от:

• Материала изготовления
• Есть или нет уплотнители, и из какого материала они сделаны
• Геометрических размеров деталей

Диапазон рабочей температуры

Монтаж с нарушением этого показателя приведет к течи в месте стыковки. Рабочая температура и рабочее давление величины взаимосвязанные, допустимые показатели всегда указаны в документации приложенной к изделию.

Уплотнители (прокладки)

Выбор данного элемента делается на основании таких показателей, как химический состав транспортируемой жидкости и какая нагрузка на трубопровод.

Изготавливают уплотнители из:

• Резины. Обладает высокой устойчивостью к агрессивным средам и температурам.
• Паронит. Хорошо использовать при монтаже трубопровода транспортирующего жиросодержащие среды.
• Фторопласт
• Асбестовый картон

Фланцевое соединение. Технология работ

1. Соединительные детали должны быть без механических повреждений. Недопустимо наличие сколов, трещин, глубоких царапин, вмятин и т.д.
2. Отсутствие на поверхности изделия ржавчины
3. Перед установкой проверить болты (шпильки) на наличие брака.

4. Убедиться в качественной резьбе
5. Установить прокладку
6. Проверить, как легло уплотнительное кольцо

Если используются квадратные фланцы для монтажа, то болты устанавливаются и затягиваются по диагонали.

 Только при соблюдении всех этих правил, возможно сделать качественное герметичное соединение.

Внимание! Установка б/у прокладок запрещена.

Когда все проверено и готово, можно приступать к затяжке. Накручивание гаек выполняется следующим образом: Первый болт, вставляется в любое отверстие фланцевого соединения, затягивается не до конца. Аналогично ставится второй болт, четко напротив первого. Третий крепится  перпендикулярно первому и второму. Четвертый устанавливается напротив третьего.

По такой схеме устанавливаются все болты или шпильки.

Важно!!! Сразу затягивать гайки нельзя, нарушится герметизация.

После установки всех болтов можно начать их постепенно затягивать по той же схеме, каждый раз делая несколько оборотов гайки.

Чтобы степень затяжки была одинаковая, можно использовать специальные инструменты:

• Динамометрический ключ
• Пневматический гайковерт
• Натяжной механизм с гидроприводом

Через сутки после начала эксплуатации трубопровода, требуется подтянуть болты, так как часто в течении этого времени соединения ослабляются.

Важно! Если болты затягивать сильно, можно испортить резьбу, слабо или не равномерно магистраль даст течь.

Источник: https://iseptick.ru/truby-i-fitingi/flancevoe-soedinenie-trub-iz-stali.html

Расчет фланцевых соединений. Фланцевое соединение труб: типы и установка

В целях повышения надёжности резьбовых и фланцевых соединений необходимо применять современные методы инженерного проектирования. В этой статье рассматривается возможность упрощения довольно сложной задачи расчёта фланцевого болтового соединения.

Упрощение модели и задачи расчёта фланцевого болтового соединения

Рис. 1. Болтовое соединение (а) и его схематичное приближение (б)

для расчётов

В наиболее простом инженерном расчете групповое (многоболтовое) соединение (рис. 1, а) аппроксимируют набором (по числу ) конических втулок (рис. 1, б), связанных друг с другом абсолютно жёсткой, недеформируемой диафрагмой, имеющей в плане форму детали. Внешние нагрузки передаются втулкам от диафрагмы.

В основе описываемой модели расчёта лежит следующий факт: при затяжке максимальные нормальные напряжения (дефор-мации) действуют в точках соединяемых деталей, находящихся рядом с крепёжным отверстием во фланце (рис.

2, а), образуя так называемый конус давления (изображён на рисунке штриховыми линиями голубым цветом). Соединяемые детали или их части — фланцы — испытывают при этом в основном деформации сжатия, работая подобно стержням пере-менного сечения при осевом нагружении (рис. 2, б).

Контакт деталей происходит по кольцевой площадке — основанию конуса давления.

Одномерная стержневая модель реального соединения, доступная в работах Ретшера, Баха и др., всё же достаточно точна для , когда деформации изгиба соединяемых фланцевых деталей невелики, например, соединения корпусов станков, плит и станин с жёсткими основаниями.

Результаты многочисленных исследований показывают, что описанная аппроксимация приемлема и для соединений с тонкими, податливыми при изгибе фланцами.

В таком случае расчёт удовлетворительно соответствует эксперименту: 1) при достаточно больших напряжениях затяжки σ 0 = (0,5…0,7)×σ т, где σ т — предел текучести материала болта, и 2) такой внешней нагрузке, при которой стык раскрывается незначительно.

Задачи по расчёту соединения состоят в определении сил в болте и стягиваемых деталях при совместном действии силы затяжки и внешней осевой силы.

Расчёт соединения одной крепежной деталью (болтом или шпилькой)

Рис. 3. Схема действия сил в
затянутых резьбовых соединениях.

Рассмотрим соединение с одной крепёжной деталью (рис. 3, а), затянутое силой F 0 и затем нагруженное внешней силой F= F Σ / z (F Σ — полная сила, действующая на групповое соединение с количеством болтов (или ), равным z), и определим нагрузку, действующую на болт (шпильку), используя описанную выше схематизацию соединяемых деталей в виде втулок, скреплённых диафрагмой.

Чтобы решить задачу, притягиваемые детали заменим эквивалентными по податливости втулками, а внешнюю нагрузку приложим к верхнему и нижнему торцам втулок симметрично относительно оси болта (рис. 4). Сила F 0 изображена условно; она возникает за счёт предварительной деформации болта (шпильки) при затяжке.

Рис. 4. Схемы расчёта усилий в резьбовых
соединениях фланцев болтами или шпильками

Уравнение равновесия одной из втулок примет вид

где F б — дополнительное усилие в болте, возникающее под дей-ствием внешней силы F. Усилие на стыке после приложения внеш-ней силы F обозначено F c .

Уравнение (1) содержит две неизвестные силы F б и F c . Для их определения следует учесть уравнение совместности перемещения фланцев и болта.

где λ б — осевая податливость болта или шпильки, соответствующая его удлинению под действием силы единичной величины; Δ б — удлинение болта при затяжке:

Укорочение втулок вследствие из-за совместности перемещений уменьшится на δ. Усилие на стыке после приложения внешней нагрузки:

где λ д — осевая податливость соединяемых втулок, она равна взаимному сближению опорных торцов при действии сжимающей силы единичной величины.

Первоначальное укорочение промежуточных деталей при за-тяжке

Из уравнений (1) — (5) получаем

Дополнительное усилие в болте от внешней нагрузки

Рис. 5. Зависимость усилия в
болте F п от внешней нагрузки F.

Таким образом, в затянутом болтовом соединении лишь часть внешней нагрузки, пропорциональная коэффициенту χ, воспринимается болтом. Другая часть внешней нагрузки, равная 1 — χ, уменьшает начальное сжатие деталей, т. е.

Зависимость полного усилия в болте (шпильке) от внешней нагрузки показана на рис. 5. Для соединения, эскиз которого приведён на рис. 6, экспериментально получены аналогичные зависимости. Сплошными линиями показаны кривые, соответствующие высоте неровностей профиля R z = 0,4…0,8 мкм на стыке втулок, штриховыми — то же при R z = 80…160 мкм.

Рис. 6. Зависимость усилия в болте F п от
внешней силы и усилия предварительной затяжки.

Равенство (11) справедливо до начала раскрытия стыка. Усилие на стыке после приложения внешней силы

F с = F 0 — F д = F 0 — (1 — χ)F

(12)

При F с = 0 стык раскроется (точка B с на рис. 5); при этом внешняя нагрузка

F p = F 0 / (1 — χ)

и полное усилие в болте

F п = F 0 + χF p = F p .

Для предотвращения раскрытия стыка болт (или другое фланцевое крепёжное изделие) должен быть затянут с усилием

F 0 min ≥ (1 — χ)F.

Таким образом, минимальная сила затяжки фланцевого соединения определяется внешней нагрузкой и его конструкцией.

где α б, t б и l б — коэффициент линейного расширения, температура и длин крепежного болта или шпильки; α б, t б и l б — то же для соединяемых .

Полная сила, действующая на болт в этом случае,

среднее напряжение цикла в этом случае

Список литературы

1. Иосилевич Г. Б., Строганов Г. Б., Шарловский Ю. В. Затяжка и стопорение резьбовых соединений.. — М. : Машиностроение, 1985. — 224 c.
2. Гоулд Д., Микич М.

   Площади контакта и распределение давлений в болтовых соединениях // Конструирование и технология машиностроения. 1972. №3… — С. 99.

3. Ретшер Ф. Детали машин: в 2-х томах.. — М. : Госмашметиздат. 1933-1934г..

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете

Надежность любой системы зависит от надежности самого слабого звена системы. Сварные соединения стальных труб надежные и используются в большинстве случаев. Но возникают ситуации, при которых использование сварного соединения невозможно.

Подключения различных фитингов, обеспечения разборного соединения, возможности профилактики и ремонта трубной арматуры а также рабочих узлов агрегатов, соединения разнородных труб: чугун-пластик, чугун-сталь, сталь-пластик, сталь-асбестоцемент, пластик-асбестоцемент и решения еще множества технологических задач.

Обеспечить надежность и долговечность эксплуатации таких соединений должно фланцевое соединение. В общем конструкция фланцев предусматривает пару фланцев и уплотнительную прокладку и кольца, соединенные болтами или шпильками.

Для унификации продукции и возможности использования данной продукции в различных странах мира без проведения дополнительной обработки введена четкая классификация фланцевых соединений. Иногда один и тот же фланец в различных классификациях будет иметь различные обозначения.

Основные классификации, использованные в мире:

ГОСТ – стандарт принятый в СССР, и действующие на постсоветском пространстве;DIN – немецкий стандарт действующий в Европе;ANSI/ASME – американский стандарт действующий в США, Японии и в Австралии.

Существуют таблицы перевода стандартов, в которых указаны, какому стандарту отвечает тот или иной фланец.

Для изготовления фланцев используют различные материалы:

чугун;ковкий чугун;углеродистые стали;нержавеющие стали;легированные стали;полипропилен.

Разделяют фланцы и по типам:

плоские(ГОСТ 12820-81);воротниковые(ГОСТ 12821-81);

​

свободные фланцы на приварном кольце(ГОСТ 12822-80);
​

фланцы для сосудов и аппаратов(ГОСТ 28759.2-90);
​

кольцевая заглушка(ГОСТ 12836-80).
Допускается изготовление квадратных фланцев, которые имеют минимум 4 отверстия под болты или шпильки. Использовать такие фланцы можно на системах с максимальным давлением не более 4,0МПа.

Согласно номенклатуре и соответственно ГОСТ 12815-80 фланцы арматуры и соединительных частей трубопроводов имеют девять основных исполнений уплотнительной поверхности:

исп. 1 — с соединительным выступом, самое распространенное исполнение фланцев, имеет специальный соединительный выступ в форме фаски под углом 45°исп. 2 — похож по исполнению с предыдущей моделью, только соединительный выступ идет под углом 90°;исп.

3 — с впадиной с внутренней стороны и выступ с наружной под углом 45°;исп. 4 — с шипом;исп. 5 — с пазом в виде кольцевой выборки;исп. 6 — под линзовую прокладку, с внутренней стороны выбрана фаска;исп. 7 — под прокладку овального сечения, кольцевая выборка в форме с торцевой стороны;исп.

8 — с шипом под фторопластовую прокладку;исп. 9 — с пазом под фторопластовую прокладку.

Для фланцев сосудов и аппаратов имеются свои требования к исполнению, обозначенные в ГОСТ 28759.2-90, а для плоских приварных фланцев – в ГОСТ 28759.390

Конструктивные особенности фланцев

Фланцы, как любая трубная или запорная арматура, обладают несколькими конструктивными особенностями. При выборе и расшифровки обозначения фланцев эти особенности необходимо обязательно знать.

Условный проход

Для плоских приварных фланцев с условным проходом 100, 125, 150 в зависимости от исполнения указывается буква (А,Б,В) – от нее зависит внешний диаметр трубы, если буква не указана, считается по умолчанию буква А.

Все геометрические размеры фланца буду зависеть от условного прохода. Один и тот же фланец с одинаковым условным проходом может быть изготовлен двумя способами – ряд1 и ряд2. Они отличаются разными межосевыми расстояниями между присоединительными отверстиями, а также в некоторых случаях разными диаметрами соединительных отверстий. По умолчанию фланцы изготовляют по ряду 2.

Давление

Важным свойством фланцевого соединения это возможность удерживать давление системы без протечек и разрушения системы. Этот показатель обозначается как условное давление. Показатель условного давления зависит от геометрических размеров фланца, материала изготовления, исполнения, уплотнительной прокладки.

Важно: При заказе фланцев следует помнить, что существуют разные размерности давления: в кгс/см2, Па(МПа), атм., бар. Поэтому необходимо точно указывать, на какое давление должно быть рассчитано данное изделие.

Температура

Рабочая температура жидкости станет температурой фланца, следует учесть, что параметры давления и температуры взаимозависимы. При увеличении температуры максимальное давление, под которым работает фланцевое соединение, будет падать. Зависимость можно выразить линейной интерполяцией. Зависимости между рабочей температурой и давление для каждого фланца приведены в специальных таблицах и ГОСТах.

Обозначение фланцев

Каждый из видов фланцев имеет свое специфическое обозначение, рассмотрим каждый из них.

Плоские приварные фланцы

Разберем на примере обозначение плоских приварных фланцев:

Фланец 1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80

Фланец плоский приварной исполнения 1 с условным проходом(Ду) – 65мм, рассчитан на условное давление в 25кгс/см2 , изготовлен из стали 09Г2С в соответствии с ГОСТ 12821-80.

При выборе фланца под фторопластовую прокладку после цифры Ду, указывают букву Ф.

Воротниковые фланцы

Источник: https://graf48.ru/calculation-of-flange-connections-flanged-pipe-connection-types-and-installation.html

Как правильно выполнить соединение стальных труб фланцами?

При монтаже трубопроводов для соединения отдельных элементов, чаще всего, применяется сварка. Но иногда необходимо сделать соединение разборным либо произвести стыковку элементов, изготовленных из разных материалов. В этом случае может быть использовано фланцевое соединение труб. Разберемся, как оно выполняется.

Фланцевые соединения применяются при монтаже трубопроводов большого диаметра, так как фланцы, применяемые для стыковки деталей, достаточно громоздкие и тяжелые. Существует несколько разновидностей фланцевых соединений, но все они выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ. Разберемся, какие варианты соединений при помощи фланцев используются чаще всего.

Общее описание

Для соединения двух труб используются фланцы, представляющие собой плоское кольцо (фланец может иметь и другую форму, например, квадратной рамки). В центре детали располагается отверстие, в которое вставляется торец трубы.

По контуру «рамки» расположено четное количество монтажных отверстий, предназначенных для установки крепежных деталей. Для крепления могут применяться болты или шпильки с гайками.

При использовании фланцев места стыков получаются разъемными. Для того чтобы соединение получилось герметичным, устанавливают уплотняющие прокладки. Используются фланцы для стыковки труб между собой, а также при присоединении трубы к емкости, имеющей вводящий патрубок, к которому приварен фланец.

Материалы изготовления и виды

Для выполнения соединения металлических труб могут быть использованы фланцы, изготовленные из следующих материалов:

• Чугун серый. Детали изготавливают методом литья. Использовать эти детали разрешено при интервале рабочего давления до 16 МПа. Температура транспортируемой среды должна быть в пределах от -15 до +300.

• Чугун ковкий. Изготавливаются детали методом литья. Разрешено применять для монтажа трубопроводов с рабочим давлением до 4 МПа, а вот рабочий диапазон температур более широкий – от -30 до +400.
• Сталь. Литые стальные фланцы могут быть использованы для соединения труб из разных материалов. Максимальное рабочее давление – до 20 МПа, температурный диапазон очень широк – от -250 до +600 градусов.
• Сталь. Фланцы приварные используют для сборки трубопроводов, работающих при небольшом давлении — до 2,5 МПа.

Совет! Для изготовления фланцев используются разные виды стали – легированная, углеродистая, нержавеющая.

Относительно недавно стали использовать фланцы из полимерного материала. Применяют полипропиленовые детали на пластиковых трубопроводах, работающих без давления (или с незначительным давлением). В зависимости от назначения выделяют два вида фланцев:

• Проходные. Их используют для соединения трубы с другими деталями трубопровода.
• Глухие. Устанавливают в тупиковых ветках магистрали.

Принцип

Чтобы осуществить соединение труб фланцами, необходимо, чтобы на торцах обоих соединяемых деталей были установлены крепежные детали. Причем эти детали должны быть идентичными, иначе провести герметичное соединение деталей будет невозможно.

Совет! Фланцы, устанавливаемые на концах свариваемых деталей, называют ответными.

Крепится фланец на торец трубы одним из двух способов:

• на резьбу (применимо только для безнапорных трубопроводов);
• при помощи сварки.

После того, как оба ответных фланца будут установлены, их соединяют и стягивают при помощи крепежных деталей.

Совет! Шпилька, в отличие от болта, не имеет головки. Резьба нарезана на шпильке с двух сторон. Благодаря этому, при выполнении соединения можно затягивать фланцы с двух сторон, накрутив гайки на обе стороны шпильки.

Выбор

Как и любая другая фурнитура, используемая для сборки трубопроводов, фланцы выпускаются разных типоразмеров. Разберемся, на какие характеристики нужно обращать внимание.

Проход условный

Это очень важная характеристика. Условный проход фланца – это, по сути, внутренний диаметр трубы, на которую эта деталь устанавливается. Обозначается этот параметр буквенным обозначением Ду, измеряется в мм. Для приварных фланцев вместе с размером условного прохода указывается латинская буква, буквой обозначается наружный диаметр трубы.

Рабочее давление

При выборе арматуры очень важно обращать внимание на такой показатель, как рабочее давление в трубопроводе. Этот показатель определяется максимально возможным давлением, при котором трубопровод может функционировать без образования протечек в местах разборных соединений. Показатели условного давления зависят от следующих параметров:

• геометрические размеры деталей;
• материал изготовления;
• наличия и материала уплотнительной прокладки.

Рабочая температура

Этот показатель не менее важен, так как при превышении максимальных показателей, в местах фланцевых соединений может образоваться течь. Параметры рабочего давления и рабочей температуры зависят друг от друга, поэтому эти показатели указывают в специальных таблицах в сопроводительной документации к изделию.

Выбор прокладки

Для герметизации соединения обязательно используются прокладки. Особенно важно правильно рассчитать степень герметизации при эксплуатации трубопровода под давлением. Выбор материала для изготовления прокладок зависит от условий эксплуатации и свойств транспортируемой среды. Чаще всего применяют:

• Резину. В зависимости от свойств среды выбирают материал, устойчивый к действию кислот и щелочей, маслу и нефтепродуктам, температуре.
• Паронит. Может быть применен материал общего назначения или маслостойкий.
• Фторопласт.
• Асбестовый картон.

Прокладку вырезают по форме фланца, её толщина зависит от выбранного материала.

Как выполняется соединение?

Важнейшим моментом монтажа является затяжка фланцевого соединения. Важно добиться максимальной герметизации стыка.

Подготовительный этап

Прежде всего, нужно осмотреть соединяемые поверхности фланцев, на них не должно быть заметно дефектов в виде выбоин и царапин. Должны отсутствовать следы коррозии.

Совет! Осмотреть на предмет выявления дефектов нужно не только сами фланцы, но и крепеж – болты (шпильки) и гайки.

Рекомендуется предварительно «прогнать» гайки по резьбе болта, чтобы убедиться, что на резьбе нет дефектов. Далее нужно установить новую прокладку, убедившись в том, что она стоит правильно.

При разборке и последующей сборке устанавливать старую прокладку не рекомендуется. В крайнем случае, допустимо установить 2-3 прокладки, бывших в употреблении, при условии, что они не имеют явных повреждений.

Как проводится затяжка?

Для обеспечения равномерной затяжки нужно закручивать болты в определенной последовательности. Рекомендуется выполнять работу так:

• слегка накручивается первый болт (любой);
• вторым затягивают (тоже слегка) болт, расположенный напротив первого;
• третий болт, который следует слегка затянуть, расположен под углом около 90 градусов по отношению к первому и второму;
• четвертый болт, с которым нужно работать, находится напротив третьего.

Таким образом, если используется фланец с четырьмя отверстиями, то затяжка болтов ведется по принципу «крест-накрест». Если используется деталь с шестью отверстиями, то первые четыре болта затягиваются так же, затем, работают с пятым болтом, расположенным между первым и третьим, а последним подтягивают болт, находящийся между вторым и четвертым.

Завершив этот этап, начинают постепенно подтягивать болты в той же последовательности. Чтобы обеспечить герметичное соединение, болты должны быть затянуты с определённым усилием.

Если перестараться, то можно сорвать резьбу, а если затяжка будет неравномерной, то добиться герметичности не получится. Чтобы обеспечить равномерное усилие при затяжке, используют специальные приспособления:

• динамометрический ключ – ручной или гидравлический;
• пневматический гайковерт;
• натяжной механизм с гидроприводом.

После запуска трубопровода в течение первых суток эксплуатации возможно ослабление затяжки в пределах 10%. Поэтому на вторые сутки после запуска системы необходимо дополнительно подтянуть соединения.

Итак, для создания разборного соединения трубопровода могут быть использованы фланцы. Несмотря на относительную простоту выполнения фланцевых соединений, монтажные работы должны выполнять только специалисты.

Особенно в том случае, если соединения выполняются на трубопроводах для транспортировки опасных сред (к примеру, бытового газа).

Источник: http://kanalizaciyam.ru/flancevoe-soedinenie-trub.html

Гост р 55430-2013 соединения трубопроводов разъемные. оценка технического состояния и методы испытаний. безопасность эксплуатации, гост р от 14 мая 2013 года №55430-2013

ГОСТ Р 55430-2013

ОКС 23.040.60

ОКП 36 4790

Дата введения 2013-12-01

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ), Некоммерческим партнерством «Сертификационный центр НАСТХОЛ» (НП «СЦ НАСТХОЛ»), Открытым акционерным обществом «Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения» (ОАО «ИркутскНИИхиммаш»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 155 «Соединения трубопроводов общемашиностроительного применения»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 мая 2013 г. N 103-ст

В настоящем стандарте реализованы нормы Технических регламентов 004* «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением (ФЗ)**» и 011*** «О безопасности машин и оборудования».________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: 032/2013;

** Текст документа соответствует оригиналу;

*** Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: 010/2011. — Примечания изготовителя базы данных.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты».

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты».

Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования, направленные на обеспечение промышленной безопасности, предупреждение аварий, случаев производственного травматизма при эксплуатации разъемных соединений технологических трубопроводов.

Настоящий стандарт предназначен для обеспечения единого подхода при конструировании, изготовлении, модернизации, ремонте, техническом диагностировании и эксплуатации разъемных соединений технологических трубопроводов на опасных производственных объектах.

Область применения стандарта — разъемные соединения стальных технологических трубопроводов [1], ГОСТ Р 54432, с номинальными диаметрами от DN 3 до DN 4000 включительно, на номинальные давления от PN 1 до PN 2500 включительно, температуру среды от минус 196°С до 700°С включительно, предназначенных для транспортирования газообразных, парообразных, жидких сред и эксплуатирующихся на опасных производственных объектах.

Примечание — Под терминами «давление», «номинальное давление» следует понимать избыточное давление.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности.

Параметры и характеристики

ГОСТ 5378-88 Угломеры с нониусом. Технические условия

ГОСТ 8724-2002 (ИСО 261-98) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги

ГОСТ 9399-81 Фланцы стальные резьбовые на Р свыше 20-100 МПа (200-1000 кгс/см).

Технические условия

ГОСТ 9400-81 Концы присоединительные резьбовые для арматуры, соединительных частей и трубопроводов под линзовое уплотнение на Р 20-100 МПа (200-1000 кгс/см). Размеры

ГОСТ 10493-81 Линзы уплотнительные жесткие и компенсирующие на Р 20-100 МПа (200-1000 кгс/см).

Технические условия

ГОСТ 10494-80 Шпильки для фланцевых соединений с линзовым уплотнением на Р свыше 10 до 100 МПа (свыше 100 до 1000 кгс/см). Технические условия

ГОСТ 10495-80 Гайки шестигранные для фланцевых соединений на Р свыше 10 до 100 МПа (свыше 100 до 1000 кгс/см).

Технические условия

ГОСТ 11447-80 Шпильки упорные на Р свыше 10 до 100 МПа (свыше 100 до 1000 кгс/см). Технические условия

ГОСТ 14068-79 Паста ВНИИ НП-232. Технические условия

ГОСТ 16093-2004 (ИСО 965-1-1998, ИСО 963-3-1998) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором

ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы.

Общие требования

ГОСТ 19782-74 Паста ВНИИ НП-225. Технические условия

ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод

ГОСТ 26303-84 Сосуды и аппараты высокого давления. Шпильки. Методы расчета на прочность

ГОСТ 26349-84 Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные. Ряды

ГОСТ 28338-89 Соединения трубопроводов и арматура. Номинальные диаметры.

Ряды

ГОСТ Р 52720-2007 Арматура трубопроводная. Термины и определения

ГОСТ Р 54432-2011 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление от PN 1 до PN 200. Конструкция, размеры и общие технические требования

ГОСТ Р 55429-2013 Соединения трубопроводов бугельные разъемные.

Конструкция, размеры и общие технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.

1 номинальное давление;PN: По ГОСТ 26349.

3.1.

2 номинальный диаметр;DN: По ГОСТ 28338.

3.1.

3 герметичность: По ГОСТ 52720*.________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 52720, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

3.1.

4 уплотнение (уплотнительное соединение): По ГОСТ 52720.

3.1.

5 разъемное соединение; PC: Совокупность конструктивных деталей, обеспечивающих возможность соединения-разъединения концов труб и герметичность мест стыка труб (соединяемых деталей) в условиях эксплуатации, включающая в себя уплотнение (уплотнительное соединение) и крепежные элементы.

3.1.

6 крепежный элемент: Совокупность деталей (шпильки, гайки, шайбы, резьбовые гнезда, бугели и т.д.), удерживающих соединяемые концы труб в заданном положении относительно друг друга.

3.1.

3.1.

8 разъемное соединение с самоуплотнением: Разъемное соединение, в котором герметичность достигается предварительным нагружением уплотнительных поверхностей усилием, достаточным для обеспечения герметичности соединения в начальный период подъема давления.

Примечание — При росте внутреннего давления возникает дополнительная нагрузка на уплотнительные поверхности, тем самым увеличивается герметизирующая способность уплотнения. Существуют PC с радиальным, осевым и комбинированным самоуплотнениями.

3.1.

9 усилие затяжки шпилек: Усилие в шпильках, необходимое для обеспечения герметичности разъемного соединения как в начальный период подъема давления в трубопроводе (для разъемного соединения с самоуплотнением), так и в процессе эксплуатации при рабочих условиях (для разъемных соединений с принудительным уплотнением).

3.1.

10 техническое диагностирование: Определение технического состояния объекта, поиск мест с дефектами или повреждениями, определение причин отказа (неисправности), прогнозирование технического состояния.

Источник: http://docs.cntd.ru/document/1200103371

Требования к фланцевым соединениям трубопроводов — Пожарная безопасность

Использовать сварные швы на элементах трубопровода не всегда удобно. В некоторых местах требуется установка дополнительных изделий – задвижек, насосов.

Тогда на помощь приходит фланец – специальная деталь, предназначенная для соединения труб там, где сварка не подходит.

Они классифицируются по размерам, материалам изготовления, типу поверхности и другим критериям.

Фланец – определение понятия

Согласно справочнику терминологии, фланец – это плоская деталь с отверстиями, выступающая соединительной частью труб. В отверстия детали крепятся шпильки, болты и другие крепежи, помогающие зафиксировать ее на трубопроводе. Размеры фланцев соответствуют диаметру определенной трубы, поэтому зачастую производитель заранее оснащает трубу таким элементом.

Разновидность фланцаф

Главное требование к соединению труб – герметичность: этот критерий как раз обеспечивает фланец.

Он надежно стягивает детали, наделяет соединение надежностью, прочностью, возможностью использования в широком температурном диапазоне.

Если осуществлять своевременное техническое обслуживание, фланцевое соединение прослужит долгие годы. Данный вид детали изготавливается согласно ГОСТ, поэтому к нему предъявляют особые требования.

Конструктивные особенности фланцев

На сегодня фланцевое соединение труб является одним из самых популярных и простых соединений, позволяющих быстро и надежно состыковать детали. Это обусловлено конструктивными особенностями:

• круглая (редко квадратная) форма;
• наличие маленьких отверстий по всему периметру;
• плоская конструкция;
• наличие центрального основного отверстия.

Пример чертежа

Деталь пользуется спросом при сборке трубопровода из-за простоты и скорости работы.

Пользователю необходимо вставить фланец на трубу нужного диаметра, после чего прикрутить к такому же приспособлению на другой трубе, если осуществляется состыковка двух деталей.

Зачастую производители труб уже оборудуют изделие фланцем на конце, что упрощает работу. Ремонт фланцев требуется тогда, когда на поверхности присутствуют дефекты или нарушена герметизация стыка.

Где применяют фланцы?

Данный тип применяется для сборки трубопровода, монтаж любого фланца происходит только при наличии трубы соответствующего диаметра. Можно выделить несколько областей применения детали:

• сборка гражданских центральных трубопроводов;
• сборка газопроводов;
• монтаж бытовых систем водоснабжения;
• установка теплотрасс;
• сборка промышленных систем и коммуникаций.

Фланцевое соединение

Данные детали могут быть элементами трубы, вала, фитинга или корпусной детали. Это универсальное изделие, которое при соединении с другой деталью способно обеспечить герметичность.

Элемент выдерживает высокую температуру и давление, поэтому данный вид крепления можно использовать в газопроводах и водопроводах.

Параметры, по которым подбирают – размеры, форма уплотнительной поверхности, а также способ крепления.

Основные типы фланцев

Первая классификация, по которой можно разделить все виды – конструктивная. Согласно ей, существуют такие основные типы:

1. Плоский приварной – выглядит, как металлическое кольцо с отверстиями по диаметру. Крепится к трубе за счет двух сварных швов по окружности.
2. Воротниковый – кроме отверстий по диаметру также оснащен юбкой под приварку. Простой в монтаже, так как фиксируется одним сварным швом.
3. Свободный на приварном кольце – состоит из двух элементов: фланца и кольца с одинаковым диаметром и давлением. Кольцо фиксируется на трубе при помощи сварки, а фланец остается свободным, что обеспечивает удобство монтажа.

Разновидности изделий из стали

Указанные типы фланцев применяются для стыковки трубопроводной арматуры и оборудования. Конкретнее определить область, где применяется деталь, поможет материал ее изготовления.

Из чего производят деталь?

В промышленности используются стальные фланцы, однако сталь, из которой изготавливают деталь, также бывает разной. Маркировка стальных фланцев будет определять, в каких условиях лучше использовать данную деталь:

1. Сталь 20 – самое применяемое сырье. Это углеродистая сталь, детали из нее применяются для сборки арматуры на магистралях, где внешняя температура не ниже –40 градусов, а внутренние показатели не выше +475 градусов.
2. Сталь 09г2с – сталь из сплавов никеля, хрома и молибдена, предназначенная для осуществления сварки. Изделия из данного материала могут эксплуатироваться при внешней температуре от –70 градусов.
3. 12Х18Н10Т – криогенная сталь. Детали из данного материала могут использоваться в агрессивной среде, например со щелочами и кислотами. Допустимая температура от – 196 градусов до +350 градусов.
4. 10Х17Н13М2Т – коррозийно-стойкая обыкновенная сталь. Крепления из нее эксплуатируются в особо экстремальных условиях, ведь она сохраняет стойкость к коррозии под напряжением. Рабочие температуры от -196 до +600 градусов.
5. 15Х5М – низколегированная жаропрочная сталь. Такие изделия имеют высокое сопротивление к окислению при показателях +600-650 градусов.

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье.

Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов.

К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

Кроме стали и пропилена используют чугун двух видов – ковкий и серый. Детали из ковкого чугуна используются при рабочих температурах от -30 до +400 градусов, а из серого чугуна – при температуре от -15 до +300 градусов.

Классы давления фланцев

Детали, изготавливаемые согласно стандартам Asme (Asni) всегда характеризуются рядом параметров. Одним из таких параметров является номинальное давление.

При этом диаметр изделия должен соответствовать его давлению согласно установленным образцам. Условный диаметр обозначается комбинацией букв «ДУ» или «DN», после чего стоит цифра, характеризующая сам диаметр.

Условное давление измеряется в «РУ» или «PN».

Чертеж фланца с различными обозначениями

Классы давления американской системы соответствуют переводу в МПа:

• 150 psi — 1,03 МПа;
• 300 psi — 2,07 МПа;
• 400 psi — 2,76 МПа;
• 600 psi — 4,14 МПа;
• 900 psi — 6,21 МПа;
• 1500 psi — 10,34 МПа;
• 2000 psi — 13,79 МПа;
• 3000 psi — 20,68 МПа.

В переводе с МПа каждый класс будет указывать на давление фланца в кгс/см². От класса давления зависит, где будет использоваться выбранная деталь.

Типы поверхностей

Данный вид соединительного крепежа можно также поделить согласно типу поверхности уплотнения. Они бывают:

• A – плоскость;
• B – соединительный выступ;
• F – впадина;
• E – выступ;
• D, M – паз;
• С, L – шип;
• K – для линзовой прокладки;
• J – для прокладки овального сечения.

Типы исполнения поверхностей

Данные виды ГОСТ были приняты недавно, при этом отмечается, что тип поверхности С, L, а также E выпускаются только по требованию заказчика и не являются штампованными.

Высота выступа

Если взглянуть на чертеж стального фланца, то он имеет несколько параметров, в том числе и высоту выступа. Она обозначается буквами H и B, измерить ее можно во всех типах изделий, кроме того, который имеет нахлесточное соединение. Следует запомнить следующее:

• модели с классом давления 150 и 300 будут иметь высоту выступа 1,6 мм;
• модели с классом давления 400, 600,900,1500 и 2000 имеют высоту выступа 6,4 мм.

С выступом и впадиной

В первом случае поставщиками и производителями деталей учитывается поверхность выступа, во втором случае поверхность выступа не входит в указанный параметр. В брошюрах к деталям эти показатели могут указываться в дюймах, где 1,6 мм это 1/16 дюйма, а 6,4 мм – ¼ дюйма.

Геометрия и удельный вес изделий

Важным параметром, определяющим геометрию, является условный проход изделий. Как уже отмечалось, он обозначается буквами «ДУ» и имеет показатели от 10 до 200.

Это касается выбора необходимой детали: когда пользователь знает Ду, все остальные габариты приписываются фланцу автоматически.

Например, у модели Ду 50 высота отступа будет равна 57-59; Ду 80 этот показатель составляет 89-91, а Ду 100 – 108-110, где первая цифра говорит о внутреннем диаметре трубы или патрубка, а вторая – о внешнем диаметре.

Чертеж плоского фланца

Еще один важный показатель – вес фланцев. Он зависит не только от объемов, размеров и высоты, но и от его геометрии, материала изготовления.

Стоит привести пример: фланец по ГОСТ 12820-80 с Ду 100 плоского типа имеет вес 2,85 кг, тогда как фланец такого же диаметра, но воротникового типа по ГОСТ 12821-80 имеет вес 4,4 кг.

Из этого следует, что воротниковые фланцы имеют большую массу, чем плоские детали.

Как производится фланцевое соединение?

Когда необходимо соединить две детали трубопровода используется приварка стального фланца к трубе. Такая фиксация называется фланцевым соединением и в будущем дает возможность разобрать трубопровод, чтобы выполнить ремонт. Чтобы понять, как происходит сборка, необходимо подробно рассмотреть процесс:

1. Для состыковки двух элементов применяются плоские детали, имеющие в центре отверстие, куда вставляется торец трубы.
2. По периметру кольца размещены отверстия – в них вставляются крепежные элементы: болты или шпильки с гайками.
3. Место соединение будет разъемным, чтобы оно было герметичным используют уплотнительные прокладки. Фланцевое соединение призвано стыковать две трубы или присоединять трубу к емкости, оснащенной вводящим патрубком с фланцем.

Источник: http://drakar112.ru/trebovaniya-k-flantsevym-soedineniyam-truboprovodov/