Разное 0 comments

Исполнение фланцев: Фланцы. Типы, виды, исполнения

Posted on By alexxlab

Содержание

Фланцы плоские (тип 01) ГОСТ 33259-2015

ГОСТ 33259-2015 — Настоящий стандарт распространяется на присоединительные фланцы трубопроводной арматуры (далее — арматуры), соединительных частей и трубопроводов, а также на присоединительные фланцы машин, оборудования, приборов, патрубков, аппаратов и резервуаров на номинальное давление до  250 и устанавливает конструкцию и размеры стальных и чугунных фланцев, определяет типы фланцев, типы форм уплотнительных поверхностей, устанавливает технические требования к изготовлению, маркировке, испытаниям и контролю.

Фланцы стальные плоские приварные (тип 01) ГОСТ 33259-2015

 

Основные характеристики изделия:

  • Материал производства – углеродистая, низколегированная, коррозийно-устойчивая сталь;
  • Сфера применения – трубы с любым уровнем давления, подходит для использования в трубопроводах с давлением до 2,5 МПа;
  • Период эксплуатации – не менее 10 лет;
  • Метод крепежа – сварка.

 Материал: ст.3сп, 20, 09Г2С, 13ХФА, 20ЮЧ, 15Х5М, (08)12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т.

Исполнения уплотнительных поверхностей фланцев по ГОСТ 33259-2015:

Пример условного обозначения:

Фланец 150-10-01-1-В-Ст 20-IV-dв 161 ГОСТ 33259

Фланец стальной плоской приварной  Dn 150 на Ру 10, тип 01, ряд 1, исполнение В, из стали 20 по IV группе контроля с диаметром трубы 161мм


На нашем заводе Вы можете купить фланцы по доступным ценам. Все изделия выполняются из высококачественных материалов в соответствии с ГОСТом, а после изготовления выполняется их тестирование на прочность и другие физико-механические свойства.

Специалисты ТМЗ знают, чтобы купить фланцы по доступной стоимости, требуется наличие у продавца собственной производственной и сырьевой базы. Обладая этими качествами, мы можем предложить одни из самых выгодных цен на рынке.

Огромное количество фланцев на складе!!!
Срок изготовления фланцев, отсутствующих на складе — от 1 часа!!!

 

Фланцы свободные на приварном кольце по ГОСТ 12822-80

Фланцы свободные на приварном кольце, как правило, изготавливаются двумя методами: Первый – литьем, когда расплавленный металл заливается в форму, а после застывания, делается мех. обработка отлитой заготовки; Второй — резкой (газовой или плазменной) заготовки из листа металла, т.е. из цельного листа металла вырезается заготовка и затем обрабатывается на станке. Фланцы свободные, изготовленные методом литья более дешевые, т.к. при таком способе изготовления остается очень мало отходов, но всегда есть риск того, что внутри фланца могут присутствовать воздушные полости, которые часто образовываются при таком методе, а значит такие

фланцы свободные менее надежные. При изготовлении методом резки из листа металла, остается много отходов, поэтому свободные фланцы, изготовленные таким методом, стоят дороже, но их качество выше, т. к. отсутствует такой момент как образование воздушных полостей внутри фланца. Поэтому если в трубопроводе предполагается высокое давление, то надежнее на данный трубопровод устанавливать фланцы свободные, изготовленные методом резки из листа металла. На рисунке, приведенном ниже, вы можете посмотреть, как схематично выглядят фланцы свободные на приварном кольце:

Фланец свободный на приварном кольце:

Как видно из схематичного изображения, приведенного выше, фланцы свободные состоят из двух частей, одна из которых представляет из себя деталь дисковой формы,  с центральным отверстием для прохождения движущегося потока среды, вокруг которого имеются равномерно-распределенные отверстия для крепежа, а вторая – круглое кольцо. Условный диаметр

фланца свободного всегда должен соответствовать условному диаметру приварного кольца. Свободные фланцы, по желанию заказчика, могут поставляться как в комплекте с приварным кольцом, так и без него. Также, по желанию заказчика, возможно изготовление и поставка свободных колец отдельно от фланцев. Фланцы свободные на приварном кольце изготавливаются по ГОСТ 12822-80. В отличие от плоских и воротниковых фланцев — фланцы свободные по ГОСТ 12822-80 изготавливаются в одном исполнении, но приварное кольцо может быть изготовлено в 7-ми различных исполнениях. На рисунке, приведенном ниже, вы можете посмотреть, как схематично выглядит каждое из 7-ми исполнений
приварного кольца фланцев свободных по ГОСТ 12822-80:

Из вышеприведенных схематичных изображений видно, что

  • Исполнение 1 – это фланцы свободные с соединительным выступом;
  • Исполнение 2 – это фланцы свободные с выступом;
  • Исполнение 3 – это фланцы свободные с впадиной;
  • Исполнение 4 – это фланцы свободные с шипом;
  • Исполнение 5 – это фланцы свободные с пазом;
  • Исполнение 6 – это фланцы свободные с шипом под фторопласт;
  • Исполнение 7 – это фланцы свободные с пазом под фторопласт;

Фланцы свободные на приварном кольце монтируются на трубопровод следующим образом: фланец надевается на трубу, следом за ним надевается кольцо (внутренний диаметр кольца и фланца немного больше наружного диаметра трубы), а затем кольцо приваривается к трубе с помощью газо или электро сварки.

Между собой фланцы крепятся с помощью болтов или шпилек. Таким образом, у фланца остается возможность свободно двигаться по трубе, давая возможность производить стыковку труб без поворота трубы. Выбирая исполнение свободного фланца, следует учитывать исполнение ответного свободного фланца. Фланцы свободные на приварном кольце используются при монтаже труднодоступных участков оборудования, а также там, где есть необходимость частого проведения ремонта или проверки фланцевых соединений.

Свободные фланцы, в зависимости от исполнения приварного кольца, могут выдерживать давление от 0,1 МПа до 2,5МПа, а диаметр свободных фланцев варьируется от 10мм до 500мм. В нижеприведенной таблице указаны все виды фланцев свободных по ГОСТ 12822-80, поставляемых нашей компанией, а также характеристики данных фланцев:

Фланцы свободные на приварном кольце по ГОСТ 12822-80:
Dу-Ру (мм-МПа)Масса 1 фланца, кгDу-Ру (мм-МПа)Масса 1 фланца, кгDу-Ру (мм-МПа)Масса 1 фланца, кгDу-Ру (мм-МПа)Масса 1 фланца, кг
10х0,1/0,25/0,6 0,29 10х1,0 0,52 10х1,6 0,61 10х2,5 0. 69
15х0,1/0,25/0,6 0,33 15х1,0 0,58 15х1,6 0,67 15х2,5 0,77
20х0,1/0,25/0,6 0,41 20х1,0 0,82 20х1,6 0,93 20х2,5 1,05
25х0,1/0,25/0,6 0,60 25х1,0 0,96 25х1,6 1,10 25х2,5 1,24
32х0,1/0,25/0,6 0,87 32х1,0 1,49 32х1,6 1,68 32х2,5 1,87
40х0,1/0,25/0,6 1,01 40х1,0 1,92 40х1,6 2,13 40х2,5 2.35
50х0,1/0,25/0,6 1,11 50х1,0 2,27 50х1,6 2,54 50х2,5 2,79
65х0,1/0,25/0,6 1,55 65х1,0 3,01 65х1,6 3,31 65х2,5 3,43
80х0,1/0,25/0,6 2,05 80х1,0 3,77 80х1,6 4,11 80х2,5 4,25
100х0,1/0,25/0,6 2. 38 100х1,0 4,55 100х1,6 4,93 100х2,5 6,19
125х0,1/0,25/0,6 2,84 125х1,0 6,09 125х1,6 6,56 125х2,5 8,82
150х0,1/0,25/0,6 3.94 150х1,0 7,86 150х1,6 8,48 150х2,5 10,52
200х0,1/0,25/0,6 4,93 200х1,0 9,02 200х1,6 9,36 200х2,5 12,62
250х0,1/0,25/0,6 6.38 250х1,0 11,30 250х1,6 13,90 250х2,5 17,72
300х0,1/0,25/0,6 10,35 300х1,0 13,87 300х1,6 17,90 300х2,5 22,82
350х0,1/0,25/0,6 13,50 350х1,0 18,02 350х1,6 22,80 350х2,5 31,73
400х0,1/0,25/0,6 17. 04 400х1,0 24,38 400х1,6 29,08 400х2,5 42.51
450х0,1/0,25/0,6 20,06 450х1,0 25,64 450х1,6 35,30 450х2,5 48,15
500х0,1/0,25/0,6 25,44 500х1,0 33,25 500х1,6 49,26 500х2,5 64,57

Также, в нижеприведенной таблице указана масса приварных колец по ГОСТ 12822-80, поставляемых нашей компанией:

Кольца приварные по ГОСТ 12822-80:
Dу-Ру (мм-МПа)Масса 1 кольца, кг (исполнение 1)Масса 1 кольца, кг (исполнение 2)Масса 1 кольца, кг (исполнение 3)Dу-Ру (мм-МПаМасса 1 кольца, кг (исполнение 1)Масса 1 кольца, кг (исполнение 2)Масса 1 кольца, кг (исполнение 3)
10х0,1/0,25/0,6 0,05 0,04 0,04 10х1,0 0,08 0. 08 0,07
15х0,1/0,25/0,6 0,06 0,05 0,05 15х1,0 0,11 0,09 0,08
20х0,1/0,25/0,6 0,12 0,10 0,09 20х1,0 0,20 0,18 0,17
25х0,1/0,25/0,6 0,16 0,13 0,13 25х1,0 0,27 0,23 0,22
32х0,1/0,25/0,6 0,21 0,18 0,17 32х1,0 0,34 0,30 0,29
40х0,1/0,25/0,6 0,27 0,23 0,22 40х1,0 0,42 0,37 0,35
50х0,1/0,25/0,6 . 0,35 0,32 0,30 50х1,0 0,62 0,55 0,54
65х0,1/0,25/0,6 0,55 0,49 0,46 65х1,0 0,90 0,82 0,78
80х0,1/0,25/0,6 0,73 0,65 0,63 80х1,0 1,10 0,98 0,97
100х0,1/ 0,25 / 0,6 0,88 0. 81 0,75 100х1,0 1,31 1,24 1.11
125х0,1/0,25/0,6 1.27 1,11 1,02 125х1,0 1.96 1.84 1,71
150х0,1/0,25/0,6 1,75 1,58 1,44 150х1,0 2,43 2,26 2,03
200х0,1/0,25/0,6 2,06 1,95 1,80 200х1,0 2,94 2,83 2,58
250х0,1/0,25/0,6 2,53 2,40 2,20 250х1,0 3,78 3,66 3,35
300х0,1/0,25/0,6 3,40 3,20 2.87 300х1,0 4,24 4,08 3,58
350х0,1/0,25/0,6 3,71 3,49 3,131 350х1,0 6,33 6,09 5,44
400х0,1/0,25/0,6 5,14 4,89 4,471 400х1,0 8,15 8,43 7,08
450х0,1/0,25/0,6 5,92 5,57 5,171 450х1,0 8,44 8,15 7,35
500х0,1/0,25/0,6 7,05 6,73 6,101 500х1,0 10,58 10,22 9,33
Dу-Ру (мм-МПа)Масса 1 кольца, кг (исполнение 1)Масса 1 кольца, кг (исполнение 2)Масса 1 кольца, кг (исполнение 3)Dу-Ру (мм-МПа)Масса 1 кольца, кг (исполнение 1)Масса 1 кольца, кг (исполнение 2)Масса 1 кольца, кг (исполнение 3)
10х1,6 0,10 0,09 0,08 10х2,5 0,12 0. 11 0.10
15х1,6 0,13 0,11 0,10 15х2,5 0,15 0,14 0,12
20х1,6 0,24 0.22 0,20 20х2,5 0,27 0,24 0,23
25х1,6 0,31 0,28 0,25 25х2,5 0,36 0,32 0,31
32х1,6 0,46 0,41 0,39 32х2,5 0,46 0,40 0,39
40х1,6 0,56 0,51 0,49 40х2,5 0.56 0.58 0,57
50х1,6 0,71 0,64 0,62 50х2,5 0,79 0,72 0,71
65х1,6 1,01 0,94 0,93 65х2,5 1,12 1,05 1,01
80х1,6 1,23 1,12 1,10 80х2,5 1,37 1,26 1,25
100х1,6 1,64 1,57 1,51 100х2,5 1,95 1,88 1,78
125х1,6 2. 18 2.06 2.04 125х2,5 2,61 2,50 2,37
150х1,6 2,98 2,79 2,55 150х2,5 3,63 3,37 3,19
200х1,6 3,24 3,12 3,00 200х2,5 4,34 4,15 4,03
250х1,6 4,12 4,00 3,69 250х2,5 6,04 5,68 5,61
300х1,6 5,51 5,17 4,85 300х2,5 7,45 6,82 6,79
350х1,6 7,97 7,52 7,08 350х2,5 10,43 9,64 9,54
400х1,6 10,12 9,62 9,05 400х2,5 13. 60 12,63 12.57
450х1,6 12,48 11,55 11,36 450х2,5 14,36 13,29 13,27
500х1,6 16,86 15,58 15,61 500х2,5 19,21 17,73 17,94

Ниже приведен пример условного обозначения свободных фланцев по ГОСТ 12822-80:

Фланец свободный на приварном кольце, исполнения 1, с условным проходом 100мм, на давление 2,5МПа из стали марки 20:

Фланец 1-100х25 ст.20 ГОСТ 12822-80

Фланец свободный на приварном кольце, исполнения 2, с условным проходом 150мм, на давление 1,6МПа из стали марки 09Г2С :

Фланец 2-150х16 ст.09Г2С ГОСТ 12822-80

Пользуясь вышеприведенными таблицами на нашем сайте вы всегда сможете точно рассчитать стоимость транспортных расходов т. к. в данных таблицах указан вес всех свободных фланцев на приварном кольце, а также вес колец по ГОСТ 12822-80.

Если Вам требуются остальные характеристики свободных фланцев и колец по ГОСТ 12822-80, то вы можете посмотреть их в ГОСТ 12822-80, который можно скачать на нашем сайте.

Наша компания может поставлять фланцы свободные на приварном кольце по ГОСТ 12822-80, а также кольца по ГОСТ 12822-80, из различных марок стали, таких как: сталь 20 и 09г2с (фланцы свободные стальные), сталь 12х18н10т и 10х17н13м2т (фланцы свободные нержавеющие), сталь 15х5м (фланцы свободные жаропрочные) и д.р.

Помимо российских нормативных документов, наша компания поставляет фланцы свободные приварные, изготовленные по зарубежным стандартам: ANSI B16.5 и ANSI B16.47.

На все
фланцы свободные приварные, поставляемые нашей компанией, выдаются паспорта качества, разрешение на применение, а также сертификат соответствия.

Возможно изготовление свободных приварных фланцев других диаметров и из других марок стали, а также по чертежам и эскизам заказчика.

Если у вас остались вопросы, связанные с фланцами свободными приварными, то Вы можете задать их менеджерам нашей компании по электронной почте [email protected] или по телефону +7 (343) 361 2377

Изготавливаемая продукция: Фланцы свободные

ЛМЗ Старый Оскол│Изготовление фланцев│Фланцевое производство

Фланец (от нем. Flansch) — плоская деталь квадратной, круглой, или иной формы с отверстиями для болтов и шпилек, служащая для прочного (узлы длинных строительных конструкций, например, ферм, балок и др.) и герметичного соединения труб, трубопроводной арматуры, присоединением труб друг к другу, к машинам, аппаратам и ёмкостям, для соединения валов и других вращающихся деталей (фланцевое соединение).

​

Фланцы используют попарно (комплектом). Исполнение фланцев по ГОСТ 12820—80, ГОСТ 12821—80, ГОСТ 33259-2015 регламентирует ГОСТ 12815—80, ГОСТ 33259-2015 и оно зависит от рабочего давления, на которое рассчитывается фланец или фланцевое соединение:

  • Исполнение 1 ГОСТ 12815-80, исполнение B ГОСТ 33259-2015 — с соединительным выступом.

  • Исполнение 2 ГОСТ 12815-80, исполнение E ГОСТ 33259-2015— с выступом.

  • Исполнение 3 ГОСТ 12815-80, исполнение F ГОСТ 33259-2015— с впадиной.

  • Исполнение 4 ГОСТ 12815-80, исполнение C ГОСТ 33259-2015— с шипом.

  • Исполнение 5 ГОСТ 12815-80, исполнение D ГОСТ 33259-2015 — с пазом.

  • Исполнение 6 ГОСТ 12815-80, исполнение K ГОСТ 33259-2015 — под линзовую прокладку.

  • Исполнение 7 ГОСТ 12815-80, исполнение J ГОСТ 33259-2015 — под прокладку овального сечения.

  • Исполнение 8 ГОСТ 12815-80, исполнение L ГОСТ 33259-2015 — с шипом под фторопластовую прокладку.

  • Исполнение 9 ГОСТ 12815-80, исполнение M ГОСТ 33259-2015 — с пазом под фторопластовую прокладку.

  • ​

Фланцы различаются по типам: плоские, воротниковые фланцы, на свободном кольце, фланцы сосудов и аппаратов.

Российские стандарты регламентируют давление среды трубопроводов и соединительных частей, а также на присоединительных фланцев арматуры, соединительных частей машин, патрубков аппаратов и резервуаров на условное давление Pу от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см2)

Распространённые способы изготовления фланцев:

  • штамповка фланцев в закрытых штампах,

  • ковка на подкладном кольце (штамповка),

  • центробежное электрошлаковое литье (ЦЭШЛ),

  • изготовление из раскатных колец (поковки),

  • плазменная (лазерная или газовая) резка из листа.

​

Производительным методом изготовления фланцев является штамповка фланцев в закрытых штампах, данный метод позволяет изготавливать фланцы до Ду 700 Pу 2,5 МПа. Фланцы большего диаметра изготавливаются из раскатных колец либо методам ЦЭШЛ.

Себестоимость изготовления плоских фланцев, диаметром до Ду 2200, позволяет снизить нарезка полос листового металла с последующим нагревом и прокаткой на фланцегибе. Для данного метода обязателен контроль ультразвуковой дефектоскопией сварных швов. Данная технология позволяет снизить себестоимость изготовления на 50—70 % в отличие от изготовления фланцев из цельного листа.

В последнее время в связи с переходом многих российских предприятий на оборудование, изготовленное по американским и немецким стандартам (ANSI/ASME, DIN/EN), появилась потребность в нестандартных «переходных» фланцах. На «переходных» фланцах присоединительная поверхность изготавливается по импортному стандарту, а «воротниковая» (юбочная) часть фланца по ГОСТ (под российский размер трубопроводов).

​

  • диаметр внутреннего отверстия: от 10 мм до 1000 мм;

  • наружный диаметр: от 75 мм до 1175 мм;

  • наибольшая толщина: от 8 мм до 25 мм;

  • номинальная масса: от 0.25 кг до 52.58 кг.

​

Материал взят из Википедии

Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250—800 °С, для меди 1000—650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480—400 °С. холодная ковка не имеет отношение к ковки. Это просто гнутый металл.

Различают:

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют «поковка».

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка).

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.

Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2-200 МН (200-20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.

Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.

При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

​

Материал взят из Википедии

Стальные фланцы ГОСТ 33259-2015 Dn-700, тип 01, исполнение F, Pn 1, 2.5, 6, 10, 16, 25

 

  • Стандарт: ГОСТ 33259-2015
  • Тип: 01
  • Исполнение: F
  • Ду, мм: 700
  • Ру, кгс/см2: 1, 2.5, 6, 10, 16, 25
  • Сталь: Ст.20, 12Х18Н10Т, 09Г2С, 15Х5М
  • Страна производитель: Россия

 

 

 

Предлагаем стальные фланцы по ГОСТ 33259-2015 плоские приварные (тип 01, исполнение F) Ду 700, любое давление (1, 2. 5, 6, 10, 16, 25). Изготавливаем из любой марки стали. Оставьте заявку на подробный расчет стоимости и сроков поставки!

Цены на фланцы ГОСТ 33259-2015 Ду-700 тип 01, исп. F

МаркировкаDNPNЦена за 1 шт
700-1-01-1-F-Ст 20-Ι ГОСТ 33259-20157001по запросу
700-2,5-01-1-F-Ст 20-Ι ГОСТ 33259-20157002,5по запросу
700-6-01-1-F-Ст 20-Ι ГОСТ 33259-20157006по запросу
700-10-01-1-F-Ст 20-Ι ГОСТ 33259-201570010по запросу
700-16-01-1-F-Ст 20-Ι ГОСТ 33259-201570016по запросу
700-25-01-1-F-Ст 20-Ι ГОСТ 33259-201570025по запросу

* — Маркировка указана для фланцев из стали 20.

Технические характеристики

DNPN, кгс/см2Вес, кгD, ммГруппа контроляНомер разм-го рядаD1D2D6dвdnbhh3Диаметр болтов или шпилек
700129,15860Ι181077576472026242155М24
7002,529,15860Ι181077576472026242155М24
700636,68860Ι181077576472026242755М24
7001059,46895Ι184080077872030243455М27
7001684,21910Ι184080077872039244755М36
70025126,82960Ι187582077872045245555М42
  • DN — номинальный диаметр
  • PN — номинальное давление
  • D — внешний диаметр
  • D1 — межосевой диаметр
  • D2 — наружный диаметр выступа
  • D6 — внутренний диаметр выступа
  • dв — внутренний диаметр
  • d — диаметр отверстий
  • n — число отверстий
  • b — толщина фланца
  • h — высота выступа
  • h3 — глубина выступа

Фланцы воротниковые ГОСТ 12821-80 | Командарм

ГОСТ 12821-80 — Стальные приварные встык.

Фланцы применяются в системах с условным давлением от 1 кгс\ см² до 200 кгс\см²

Метод присоединения к трубе: воротниковый фланец имеет характерный конус, который стыкуется с трубой и обваривается по всему контуру в зоне стыковки. В системах с давлением выше 10 Мпа, устанавливаемые фланцы должны иметь скос.

Область применения фланцев воротниковых по ГОСТ 12821-80 обширна. Это могут быть в первую очередь объекты повышенной опасности, где установка на трубопровод таких фланцев регламентирована нормативно-технической документацией, так и на
любые другие объекты , например из-за удобства монтажа.

Технический характеристики:

Исполнение фланцев – типы и размеры уплотнительных поверхностей.

Используемые марки материала

Размеры крепежа для фланцев ГОСТ 12821-80

Вес фланцев ГОСТ 12821-80 

Фланец 2-50-40 Ст20 ГОСТ 12821-80

ДN/PN

Вес фланцев, исполнение 1 — Соединительный выступ
5}»>2,561016254063100160200
100,29 34}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>0,340,500,590,680,681,031,02— 00",1]»>—
150,340,400,580,680,790,791,15 26}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>1,261,271,92
200,460,530,870,87 00",1]»>0,970,971,801,981,982,54
250,550,76 05}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>1,051,051,181,182,302,482,483,53
32 78}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>0,781,101,541,541,831,832,943,05 07}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>3,074,42
401,091,361,831,852,19 00",1]»>2,193,754,064,015,32
501,261,532,26 28}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>2,282,782,814,636,036,4311,11
65 00",1]»>1,621,973,173,193,713,716,298,52 00",1]»>9,3819,01
802,432,763,674,214,444,80 22}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>7,229,9110,4027,30
1002,983,354,70 00",1]»>4,906,517,4010,7114,6515,4053,22
1253,72 66}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>4,666,716,759,4110,0017,1323,3224,87 15}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>73,15
1504,305,378,178,3012,5213,03 00",1]»>24,6032,8735,0490,10
1756,157,329,7110,37 88}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>13,8820,7528,6139,0043,10110,00
2006,92 00",1]»>8,3711,3511,7917,4424,4436,6054,2460,10 6}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>158,60
2258,499,4513,2414,1221,5631,33 00",1]»>42,5471,1978,80202,10
2509,8810,9914,6417,36 4}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>24,4037,5950,8985,2494,40314,50
30013,38 82}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>14,8218,6622,7633,2957,1068,15127,78141,00 00",1]»>—
35015,9717,6924,0032,0446,5770,3498,68 94}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>170,94——
40018,5620,5530,0043,00 81}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>64,81106,76135,80216,44——
50026,76 63}» data-sheets-numberformat=»[null,2,"#,##0.00",1]»>26,6339,2070,9788,91132,33192,74—— 00",1]»>—
60035,7935,7948,8099,30123,70180,95269,27 00",1]»>———
70044,3044,3165,26105,90 00",1]»>166,81228,25300,86———
80046,15 00",1]»>56,1787,24130,57213,90343,69463,87—— 00",1]»>—
90066,3566,79103,02157,83252,91436,54 00",1]»>954,41———
100073,4473,51119,19 00",1]»>203,39312,12540,75980,60———
1200 00",1]»>92,92111,43179,91284,94387,50690,591 263,72— 00",1]»>——
1400101,02156,58
1600135,27218,57— 00",1]»>—————  

Типы и размеры уплотнительных поверхностей для фланцев по ГОСТ 12820-80, 12821-80, 12822-80 описаны в ГОСТ 12815-80.

Лицо фланца, так же , как и на плоских фланцах, имеет 9 различных исполнений, некоторые из которых являются ответными друг другу. Более подробно об этом вы можете узнать в соответствующем разделе: Исполнение фланцев – типы и размеры уплотнительных поверхностей. Исполнения уплотнительных поверхностей фланцев, помимо обозначений нормативно-техической документации, имеют народные названия: так , например, исполнение 2 – выступ – называют «ПАПА», а ответным к нему является исполнению 3 – впадина – «МАМА»; исполнение 4 – шип называют «МАЛЬЧИК», а ответное исполнению 5 – паз – «ДЕВОЧКА». Учитывая, что воротниковые фланцы все же более популярны либо в монтаже систем с высоким давлением, либо на объектах повышенной опасности, очень часто используются фланцы с Исполнением 2 и более, в отличие от плоских фланцев, где наиболее популярно Исполнение 1 – Соединительный выступ. Заказывая фланцы исполнением 2, 3,4,5,8,9 , стоит помнить, что пара фланцев должна быть двух разных встречных исполнений. Если же фланец устанавливается как ответный к родному фланцу трубопроводной арматуры, необходимо знать исполнения фланца арматуры. От грамотного подбора фланцевой пары зависит герметичность системы, и как следствие, качество работы.

Условное давление Ру , PN

ГОСТ 12821-80 распространяется на фланцы на условное давление Рy от 0,1 до 20 МПа (от 1 до 200 кгс/см² ). В условном обозначении фланца давление указывается в кгс/см². Об этом необходимо помнить. Иначе, в случае заказа фланцев , например
на давление 16, возможны разночтения.

кгс/см², МПа, Бар. 1,6, 16,160

Пример условного обозначения

  • При заказе круглого стального приварного фланца фланца Ду 50 мм Ру 1,0
    МПа (40 кгс/см2) из стали 20, исполнения 2 (с выступом «ПАПА»).

Фланец 2-50-40 Ст20 ГОСТ 12821-80

Таблица 1

Размеры в мм

 Py 0,1 и 0,25 МПа (1 и 2,5 кгс/см2)
 d1bh4DmDnМасса, кг
Проход условный Dy     с соединительным выступомс выступомс впадинойс шипомс пазом
10882322150,290,280,270,280,28
151282628190. 340,340,320,340,33
201882836260,460,450,410,440,44
252582842330,550,550,500,540,53
323182850390,780,780,720,760,77
403893360461,091,041,021,031,04
504993370581,261,211,141,181,21
656693388771,621,571,461,531,55
80781135102902,432,302,262,292,30
1009611371221102,982,702,652,672,71
12512111371481353,723,653,413,523,57
15014611381721614,305,223,954,044,13
(175)17713432101966,156,005,645,805,86
20020213452352226,926,756,336,556,63
(225)22615452602488,498,307,768,188,09
25025416452882789,889,619,189,329. 43
500303164534033013,3813,3512,3511,5912,67
350351164539038215,9715,9314,9014,6315,00
400398164544043218,5618,5317,3016,8417,33
(450)450165049448423,6323,7022,3520,2220,94
500501195054553526,7626,6025,0023,1123,76
600602195565063635,7935,7033,0032,9033. 37
(700)692195574072644,3044,1041,0040,3441,60
800792196084482646,1555,5052,2051,4952,60
(900)892216094492666,35¾¾¾¾
100099221601044102873,44¾¾¾¾
1200119223651244122892,92¾¾¾¾
14001392236514451428101,02¾¾¾¾
16001592236516161628135,27¾¾¾¾

Таблица 2

Размеры в мм

 Py 0,6 МПа (6 кгс/см2)
 d1bh4DmDnМасса, кг
Проход условный Dy     с соединительным выступомс выступомс впадинойс шипомс пазом
108102722150,340,340,320,340,33
1512102828190,400,400,380,400,40
2018103036760

53

0

53

0500530,52
2525123042330,760,770,720,750,75
3231123350391,101,081,041,081,08
4038123560461,361,371,281,301,34
5049123570581,531,511,441,461,47
6566123588771,972,061,831,721,75
80781337102902,762,762,802,652,72
1009613381221103,353,043,033,033,04
12512115401481354,664,243,664,504,55
15014615431721615,375,854,935,295,35
(175)17717472101967,328,106,927,117,16
20020217502352228,379,357,757,988,05
(225)22617502602489,459,258,728,989,06
250254185028827810,9910,6910,1412,2012,30
300303185034033014,8214,2814,1013,8114,11
350351185039038217,6918,6517,6416,3516,72
400398185044043220,5519,6919,3018,8319,31
(450)450185049448423,6323,6021,9021,6222,24
500501195054553526,6329,1025,9024,4425,10
600602195565063635,7935,6033,4037,4933,67
(700)692195574072644,3144,1041,1040,6041,86
800792196084482656,1755,2052,2051,6753,36
(900)892216094492666,79¾¾¾¾
100099221601044102873,51¾¾¾¾
12001192237012481228111,43¾¾¾¾
14001392278514561428156,58¾¾¾¾
16001592329516601628218,57¾¾¾¾

Таблица 3

Размеры в мм

 Рy 1,0 МПа (10 кгс/см2)
 d1bh4DmDnМасса, кг
Проход условный Dy     с соединительным выступомс выступомс впадинойс шипомс пазом
108103325150,500,500,480,500,49
1512103330190,580,580,540,570,56
2018123638260,870,870,810,870,83
2525123845331,051,050,981,031,02
3231134055391,541,531,451,501,49
4038134262461,831,781,711,741,78
5049134276582,262,232,152,152,21
6566154594773,173,112,923,063,14
80781547105903,673,603,463,543,65
1009617481281104,704,704,494,504,54
12512119571561356,716,586,276,126,23
15014619571801618,178,207,778,808,90
(175)17719572101969,719,579,099,369,49
200202195824022211,3511,0010,4710,2810,32
(225)226196026824813,2413,0412,4012,6412,83
250254216029027814,6414,3913,8613,6413,83
300303226034533018,6619,3017,7018,5218,90
350351226040038224,0024,7022,5622,7023,00
400398226044543230,0030,3527,6528,0028,50
(450)450226550048433,3334,6931,3031,2131,83
500501246555053539,2040,0037,0036,9137,60
600602246565063648,8050,0046,6045,5248,70
(700)692256574472665,2664,7060,5059,8662,28
800792277585082687,2486,1080,4081,2584,28
(900)8922980950926103,02¾¾¾¾
1000992298010501028119,19¾¾¾¾
12001192339012561228179,91¾¾¾¾

Таблица 4

Размеры в мм

Рy 1,6 МПа (16 кгc/см2)
 d1bh4DmDnМасса, кг
Проход условный Dy с соединетильным выступомс выступомс впадинойс шипомс пазом
108123326150,590,600,580,590,58
1512123330190,680,680,650,670,66
2018123638260,870,870,820,850,84
2525123845331,051,050,991,031,02
3231134055391,541,541,481,501,50
4038134264461,851,811,771,771,81
5049134576582,282,242,162,172,23
6566154794773,193,173,053,063,14
80781750110904,214,154,044,064,17
1009617501301104,904,804,654,724,78
12512119571561356,756,766,476,556,66
15014619571801618,308,287,887,968,08
(175)177215721019610,379,799,3210,0510,17
200          

УралКомплектЭнергоМаш :: Фланцы плоские, воротниковые

Фланцы плоские, воротниковые

 При изготовлении каждого вида фланцев обязательно соблюдаются требования и рекомендации определенных нормативных документов. При производстве плоских фланцев пользуются ГОСТ 12820-81, воротниковых фланцев – ГОСТ 12821-81, а при изготовлении приварных фланцев руководствуются  ГОСТ 12822-81. Соблюдение всех требований нормативных документов позволяет добиться высокого  качества исполнения всех элементов, обеспечивающее надежность и долговечность фланцевых соединений всех типов.

 Важным элементом трубопроводной системы являются соединительные элементы — фланцы, представляющие собой кольца различной формы (круглые или прямоугольные), имеющие равномерно расположенные по периметру специальные отверстия для шпилек и болтов. Они предназначены для герметичного присоединения трубопроводной запорной арматуры к трубам, а также к различным механизмам, емкостям и агрегатам. Фланцы поставляются комплектом, который включает в себя 2 кольца (фланца). При необходимости могут использоваться уплотнительные кольца, отличающиеся, в зависимости от условий эксплуатации, по размеру и по материалу изготовления: резина и картон для низких давлений (до 4Мпа), поранит и асбоцемент для высоких давлений (до 20 МПа), также возможны другие специфические материалы для определенных условий.

Фланцы воротниковые или фланцы приварные встык . Официальное стандартизированное название таких фланцев — фланцы стальные приварные встык по ГОСТ 12821-80. 

 

Краткая техническая характеристика

Условное давление, PN (Ру), МПа

0,1-0,6

1,0-6,3

10

16

Условный диаметр, Dу, мм

10-1600

10-1200

10-400

15-300

Температура

От минус 253 до плюс 600°C

Фланцы воротниковые по ГОСТ 12821-80 — это название получили фланцы стальные приварные, имеющие характерный выступ, называемый на обывательском языке воротником или юбкой.  В связи с этим есть и другие названия этих фланцев — фланцы юбочные или фланцы воротниковые. Фланцы воротниковые приварные — это фланцы, отличающиеся от других видов фланцев по способу крепления с другими элементами трубопровода. Такие фланцы, как правило, крепятся с соединяемыми элементами трубопровода при помощи сварочного шва, в верхней части воротника (юбки). Отсюда и формулировка стандартизированного названия: «приварные встык».

Особенностью этого вида фланцев и фланцевых соединений является их максимально широкое применение, — эти фланцы используются и на трубопроводах ЖКХ и на магистральных трубопроводах трубопроводного транспорта. Диапазон рабочих давлений, для воротниковых фланцев стальных, тоже достаточно широк, от 0,1 до 20 Мпа. Фланец воротниковый (приварной встык) имеет характерную геометрию фланцевого контура. Воротниковые фланцы (фланцы стальные приварные встык) имеют девять типов присоединительных размеров и уплотнительных поверхностей.

Исполнения фланцев:

Исполнение 1. фланец воротниковый с соединительным выступом (фланец приварной встык с соединительным выступом).
Исполнение 2. фланец воротниковый с выступом (фланец приварной встык с выступом).
Исполнение 3. фланец воротниковый с впадиной (фланец приварной встык с впадиной).
Исполнение 4. фланец воротниковый с шипом (фланец приварной встык с шипом).
Исполнение 5. фланец воротниковый с пазом (фланец приварной встык с пазом).
Исполнение 6. фланец воротниковый под линзовую прокладку ( фланец приварной встык под линзовую прокладку).
Исполнение 7. фланец воротниковый под прокладку овального сечения (фланец приварной встык под прокладку овального сечения).
Исполнение 8. фланец воротниковый с шипом под фторопластовую прокладку (фланец приварной встык с шипом под фторопластовую прокладку).
Исполнение 9. фланец воротниковый с пазом под фторопластовую прокладку (фланец приварной встык с пазом под фторопластовую прокладку).
Исполнение фланцев воротниковых регламентируется по ГОСТ 12815-80, и оно зависит от рабочего давления, на которое рассчитывается фланец воротниковый или фланцевое соединение.

 

Dу, мм

Размеры, мм

К-во отв. n, шт.

Масса, кг

D

D1

d

Dm, мм

Dn, мм

d1, мм

b

h4

PN = 1,0 МПа (10 кгс/см2)

15

95

65

14

30

19

12

10

33

4

0,58

20

105

75

28

26

18

12

36

0,87

25

115

85

45

33

25

38

1,05

32

135

100

18

55

39

31

13

40

1,54

40

145

110

62

46

38

42

1,83

50

160

125

76

58

49

2,26

65

180

145

94

77

66

15

45

3,17

80

195

160

105

90

78

47

3,67

100

215

180

128

110

96

17

48

8

4,7

125

245

210

156

135

121

19

57

6,71

150

280

240

22

180

161

146

8,17

200

335

295

240

222

202

58

11,35

250

390

350

290

278

254

21

60

12

14,64

300

440

400

345

330

303

22

18,66

350

500

460

400

382

351

16

24

400

565

515

26

445

432

398

30

500

670

620

550

535

501

24

65

20

39,2

600

780

725

30

650

636

602

48,8

800

1010

950

33

850

826

792

27

75

24

87,24

1000

1220

1160

1050

1028

992

29

80

28

119,19

1200

1455

1380

39

1256

1228

1192

33

90

32

179,91

PN = 1,6 МПа (16 кгс/см2)

15

95

65

14

30

19

12

12

33

4

0,68

20

105

75

38

26

18

36

0,87

25

115

85

45

33

25

38

1,05

32

135

100

18

55

39

31

13

40

1,54

40

145

110

64

46

38

42

1,85

50

160

125

76

58

49

45

2,28

65

180

145

94

77

66

15

47

3,19

80

195

160

110

90

78

17

50

4,21

100

215

180

130

110

96

8

4,9

125

245

210

156

135

121

19

57

6,75

150

280

240

22

180

161

146

8,3

200

335

295

240

222

202

21

58

12

11,79

250

405

355

26

292

278

254

23

65

17,36

300

460

410

346

330

303

24

66

22,76

350

520

470

400

382

351

28

70

16

32,04

400

580

525

30

450

432

398

32

75

43

500

710

650

33

559

535

501

38

90

20

70,97

600

840

770

39

660

636

602

41

99,3

800

1020

950

850

826

792

45

95

24

130,57

1000

1255

1170

45

1060

1028

992

49

110

28

203,39

1200

1485

1390

52

1268

1228

1192

51

125

32

284,94

 

ОбозначениеВидОписаниеТТХ
Фланцы плоские ГОСТ 12820-80 (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 3сп, 20, 09Г2С)Второе название – приварные.

Применение: монтаж составляющих частей трубопровода, подсоединение заглушек и отводов к трубам.

 

Фланцы плоские ОСТ 34 42.668-84 (сталь 3сп, 20, 09Г2С)Второе название – приварные.

Применение: монтаж составляющих частей трубопровода, подсоединение заглушек и отводов к трубам.

 

Фланцы плоские ОСТ 34 10.425-90 (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т)Второе название – приварные.

Применение: монтаж составляющих частей трубопровода, подсоединение заглушек и отводов к трубам.

 

Фланцы воротниковые ГОСТ 12821-80 (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 3сп, 20, 09Г2С)Условное давление Ру от 0,1 до 20,0 Мпа, температура среды от -253 °С до +600 °С.

Применение: присоединение трубопроводов высокого давления к запорной арматуре, соединительным частям машин, приборов, патрубков, аппаратов и резервуаров.

Фланцы воротниковые DIN 2633 (сталь St 37)Условное давление Ру от 0,1 до 20,0 Мпа, температура среды от -253 °С до +600 °С.

Применение: присоединение трубопроводов высокого давления к запорной арматуре, соединительным частям машин, приборов, патрубков, аппаратов и резервуаров.

 

Уважаемые заказчики! Узнать цену на Фланцы плоские ГОСТ 12820-80 (сталь 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 3сп, 20, 09Г2С) и Фланцы воротниковые – ГОСТ 12821-81, заказать детали с иными (не указанными в таблице) типоразмерами, а также получить ответы на любые технические вопросы, можно обратившись в коммерческий отдел УКЭМ (343) 222-79-77 либо заполнив заявку он-лайн…

 

Анализ напряжений фланцев

Наиболее распространенный стандарт проектирования фланцев содержится в ASME Раздел VIII, Приложение 3 — «Обязательные правила для болтовых фланцевых соединений». сидение. Максимально допустимые значения напряжения для болтового соединения, указанные в нормах ASME, являются расчетными значениями, которые следует использовать при определении минимального количества болтовых соединений, требуемого в соответствии с нормами. В коде делается различие между расчетным значением и напряжением болта, которое может реально существовать в полевых условиях.Приложение S кода ASME также признает, что начальное напряжение болта выше расчетного значения может (а в некоторых случаях должно) развиваться в процессе затяжки. Эта практика увеличения нагрузки на болты выше проектных значений разрешена нормами при условии, что учитываются меры по предотвращению чрезмерных нагрузок на болты, деформации фланца и сильного разрушения прокладки.

Общие требования

Болтовые нагрузки . В конструкции болтового фланцевого соединения нагрузки на болты рассчитываются на основе двух расчетных условий эксплуатации и посадки прокладки.

Рабочее состояние . Условия эксплуатации определяют минимальную нагрузку в соответствии с

, где b, G и Pt определены ранее, а m — коэффициент прокладки, кратный внутреннему давлению. Уравнение представляет собой сумму гидростатической конечной силы и остаточной нагрузки на прокладку, кратной внутреннему давлению.

Прокладка седла . Второе расчетное условие требует минимальной нагрузки болта, определяемой для посадки прокладки независимо от внутреннего давления в соответствии с

, где y — минимальное посадочное усилие для выбранной прокладки.

Метод PVRC . Как обсуждалось ранее, метод PVRC можно использовать в качестве альтернативы методам Wm1 или Wm2 при расчете нагрузки на болты, используемой при расчете фланца.

Общая необходимая площадь болтов . Эти расчетные значения нагрузок на болты используются для определения минимальной общей площади поперечного сечения болтов Am. Am определяется следующим образом:

Am больше Am1 или Am2 или Amo. Затем болты выбираются таким образом, чтобы фактическая площадь болта, Ab, была равна или больше, чем Am.

Пример расчета . Используя то же приложение, описанное в разделе «Выбор прокладок», ниже показан расчет нагрузки на болты с использованием коэффициентов m и y.

Wm1 > Wm2, поэтому Wm1 будет определяющим в конструкции фланца. Обратите внимание, что при использовании метода PVRC расчетная нагрузка на болты составила 645 345 фунтов, что выше, чем Wm1 и Wm2. Это будет обычным явлением, показывающим, что для достижения требуемой герметичности требуются более высокие нагрузки на болты, чем предполагалось с использованием коэффициентов m и y.

Фланцевая конструкция . Нагрузка на болт, используемая в конструкции фланца по коду, составляет

. В качестве альтернативы, если требуется дополнительная безопасность, код рекомендует, чтобы нагрузка на болт для конструкции фланца равнялась фактической площади болта (Ab), умноженной на допустимое напряжение болта (Sa). Для ответственных фланцев предлагается принять более консервативный подход к проектированию фланцев, рассчитывая расчетную нагрузку на болт как фактическую площадь болта (Ab), умноженную на ожидаемое напряжение болта в полевых условиях (Se). Ожидаемое напряжение болтового соединения (Se) часто составляет

1. 5 × Сб. При использовании этого подхода определяется более высокая нагрузка на болт. Это увеличит толщину фланца. Преимущества увеличенной толщины фланца:

  1. Более толстые фланцы будут меньше вращаться и более равномерно распределять прилагаемую болтовую нагрузку к прокладке.

  2. Для более толстых фланцев требуются более длинные болты. Более длинные болты обладают большей энергией деформации и менее подвержены расслаблению суставов.

Анализ методом конечных элементов

Анализ методом конечных элементов (МКЭ) чаще используется для проверки конструкций критических фланцев.Затраты на МКЭ резко снижаются, а эффективность процедуры моделирования сложной структуры возрастает.

FEA можно использовать для прогнозирования поведения фланцевой конструкции в зависимости от условий ее эксплуатации. Поведение фланцевой конструкции можно предсказать математически, потому что поведение материалов можно описать математически. Закон Гука описывает механическое поведение металлических материалов и их упругую реакцию. Для моделирования нелинейного пластического поведения прокладки были разработаны другие типы зависимостей между напряжением и деформацией.

Ключевым моментом является определение фактической рабочей нагрузки на прокладку для прогнозирования ее характеристик герметичности с учетом тепловых эффектов, давления, нагрузки на болты, релаксации и вращения фланца. #Little_PEng

Инженерно-консультационные услуги

12 типов фланцев: конструкция, функции и поверхность фланца [с изображениями]

Типы фланцев

Что такое фланцы?

Типы фланцев: конструкция, функции и типы поверхностей фланцев [с иллюстрациями] :- Фланцы являются вторым наиболее надежным методом, который используется для соединения после сварки.Самым надежным методом, очевидно, является система клапанов. Использование фланцев обеспечивает высокий уровень гибкости для обслуживания надлежащих систем, позволяя упростить разборку и улучшить доступ к компонентам системы.
Что касается категорий фланцевых соединений, то они состоят из трех частей, которые указаны ниже:

В максимальном случае обнаруживается, что существует специальный материал прокладок и болтов, который изготовлен из тех же материалов, что и компоненты фланцев трубопровода.Наиболее распространенными фланцами являются фланцы из нержавеющей стали. Принимая во внимание, что фланцы доступны в очень широком диапазоне материалов, чтобы подобрать их в соответствии с требованиями площадки. Некоторыми наиболее распространенными материалами для фланцев являются монель, инконель и хромомолибден, что зависит от фактических требований площадки. Выбор наилучшего материала должен зависеть от типа системы, в которой вы хотите использовать фланец с учетом ее конкретных требований.

7 Стандартные типы фланцев

Фланцы бывают различных типов, которые можно выбрать в соответствии с требованиями площадки.Чтобы соответствовать конструкции идеального фланца, необходимо обеспечить надежную работу наряду с этим длительным сроком службы, а также следует позаботиться об оптимальной цене. Прокрутите вниз, чтобы ознакомиться с наиболее распространенными типами фланцев, которые обычно доступны.

1. Фланцы с резьбой : ( Типы фланцев ) Резьбовые фланцы

Это фланцы, которые также называются резьбовыми фланцами и имеют резьбу внутри отверстия фланца, которая подходит к соответствующей наружной резьбе на фитинге.Под резьбовым соединением здесь понимается отсутствие сварки в различных случаях. В основном он соединяется путем сопоставления резьбы с трубами, которые должны быть установлены.

2. Фланцы под приварку враструб : (Типы фланцев) Приварные фланцы с раструбом

Этот тип фланцев обычно используется для труб меньшего диаметра, где диаметры в зонах низких температур и низкого давления имеют соединение, в котором труба помещается внутрь фланца для обеспечения соединения одно- или многопроходным угловым сварным швом. .Это отвечает за простоту установки этого типа по сравнению с другими типами приварных фланцев, позволяя избежать ограничений, связанных с резьбовыми концами.

3. Фланцы внахлестку : (Типы фланцев) Фланцы внахлестку

Фланец с соединением внахлест — это фланец, для которого требуется приварка встык втычного конца к фитингу, чтобы использовать его с опорным фланцем и создать фланцевое соединение. Этот дизайн отвечает за то, чтобы сделать этот стиль популярным для использования в различных системах, которые имеют ограниченное физическое пространство или в системах, которые требуют частого демонтажа или высокого обслуживания.

4. Накидные фланцы : (Типы фланцев) Наденьте фланцы Накладные фланцы

очень распространены, а также доступны в широком диапазоне размеров, чтобы приспособиться к системам с высокой скоростью потока и пропускной способностью. Его довольно легко установить, просто подобрав фланец под внешний диаметр трубы, чтобы соединить ее. Установка этих фланцев является технически сложной, так как необходимо выполнить угловой сварной шов с обеих сторон, чтобы прикрепить фланец к трубе.

5. Глухие фланцы : (Типы фланцев) Глухие фланцы

Фланцы этого типа широко используются для заделки трубопроводной системы. Установлено, что глухие фланцы имеют форму болтового глухого диска. Как только они будут установлены правильно и в сочетании с правильными прокладками, можно получить превосходное уплотнение, которое легко удалить при необходимости.

6. Фланцы с приварной шейкой : (Типы фланцев) Фланцы с приварной шейкой Фланцы с приварной горловиной

очень похожи на фланцы с соединением внахлестку, но для установки требуется сварка встык.Принимая во внимание, что целостность характеристик этой системы наряду с многочисленными повторными изгибами и возможностью их использования в системах высокого давления и высокой температуры делает их ведущим выбором для технологических трубопроводов.

7. Специальные фланцы : (Типы фланцев) Переходные фланцы

Этот тип фланца наиболее известен человечеству. Принимая во внимание, что существует широкий спектр дополнительных специализированных типов фланцев, которые подходят для различных применений и сред.Существуют различные другие варианты, такие как нипофланцы, приварные фланцы, расширительные фланцы, отверстие, длинная приварная шейка и редукционные фланцы.

Типы поверхностей фланцев Типы торцов

также являются весьма важной характеристикой, оказывающей большое влияние на конечные характеристики, а также на срок службы фланцев. Поэтому ниже перечислены некоторые из наиболее важных типов облицовки фланцев:

5 типов поверхностей фланцев
1. Плоская поверхность (FF)

По названию можно ясно предсказать, что фланцы с плоской поверхностью имеют плоскую и ровную поверхность, которая сочетается с полнопроходной прокладкой, которая контактирует почти со всеми поверхностями фланцев.

2. Кольцевое соединение (RTJ)

Это торцевые фланцы, которые используются в процессах с высоким давлением и высокой температурой. Этот тип поверхности имеет канавку, в которой находится металлическая прокладка для обеспечения герметичности.

3. Выступ (RF)

Это типы фланцев, которые имеют небольшую приподнятую часть возле отверстия с прокладкой по внутреннему диаметру отверстия.

4. Мужчина и женщина (МиЖ)

Эти типы фланцев очень похожи на фланцы со шпунтом и канавкой, в которых используется соответствующая пара канавок и приподнятых секций для крепления прокладки.Они удерживают прокладку на внутренней стороне, что обеспечивает более точное размещение, а также расширяет возможности выбора материала прокладки.

5. Шпунт и канавка (T&G)

Это фланцы с соответствующими канавками и выступающими секциями. Это облегчает установку, так как конструкция помогает фланцам выровняться и обеспечить резервуар для клея для прокладок.

Размеры фланцев и общие соображения

Помимо функциональной конструкции фланца, его размеры являются наиболее вероятными факторами, влияющими на выбор ударного фланца при проектировании, обслуживании и обновлении трубопроводной системы. Принимая во внимание, что необходимо учитывать интерфейсы фланца с трубой и используемой прокладкой, чтобы обеспечить правильный размер. Помимо этого, некоторые из общих соображений заключаются в следующем:

Внешний диаметр: Внешний диаметр относится к расстоянию между двумя противоположными краями поверхности фланца.
Толщина: Толщина измеряется от внешней стороны обода.
Диаметр окружности болта: Это называется расстоянием между противоположными отверстиями под болт, которое измеряется от центра к центру.
Размер трубы : Под размером трубы понимается размер, через который проходит фланец.
Номинальный размер отверстия: Номинальный размер отверстия представляет собой измерение внутреннего диаметра фланцевого соединителя.

Классификация фланцев с рабочими характеристиками Фланцы

в основном классифицируются на основе их способности выдерживать различные температуры и давления. Он обозначается с помощью алфавита или суффикса «#», «lb» или «class». Это суффиксы, которые являются взаимозаменяемыми, а также различаются от региона к региону или от поставщика к поставщику.Известны следующие общие классификации:

  • 150 #
  • 300 # 300 #
  • 600 #
  • 1500 #
  • 2500 #

То же количество толерания давления и температуры зависит от материала используемый, конструкция фланца и размер фланца. Принимая во внимание, что единственной константой является номинальное давление, которое уменьшается с повышением температуры.

5 Специальные типы фланцев

1.Фланцы Weldo Фланец Weldo

Weldoflange очень похож на Nipoflange, поскольку представляет собой комбинацию фланца с приварной горловиной и фитингового соединения. Приварной фланец изготавливается из цельного куска кованой стали вместо сварки отдельных частей.

2. Фланцы Nipo Нипо Фланец

Нипофланец относится к отводным трубопроводам, наклоненным под углом 90 градусов, который представляет собой продукт, изготовленный путем сочетания фланца с приварной горловиной и кованого ниполета.В то время как Nipoflange оказывается цельным цельным куском кованой стали и не понимается как два разных продукта, сваренных вместе. Установка Nipoflange включает в себя трубную рейку, которая приваривается к Nipolet части устройства, чтобы спустить трубу и прикрутить фланцевую часть к фланцу ответвления.

Очень важно знать, что Nipoflanges доступны в различных типах материалов, таких как углерод с жаропрочной и низкотемпературной углеродистой сталью, марки нержавеющей стали и сплавы никеля.Нипофланцы в основном изготавливаются в усиленном варианте, что помогает придать им дополнительную механическую прочность по сравнению со стандартным нипофланцем.

3. Угловые фланцы и фланцы Latro Эльбофланец Фланец

Elboflange обозначается как комбинация фланца и Elbolet, а Latroflange обозначается как комбинация фланца с Latrolet. Эльбофланцы используются для разветвления трубопровода под углом 45 градусов.

4. Фланцы с поворотным кольцом Фланцы с поворотным кольцом

применяются для облегчения совмещения отверстий под болты между двумя сопрягаемыми фланцами, что сравнительно очень полезно во многих случаях, таких как установка трубопровода большого диаметра, подводного или морского трубопровода и аналогичных сред.Эти типы фланцев подходят для работы с нефтью, газом, углеводородами, водой, химическими веществами и другими требовательными жидкостями в нефтехимической и водной промышленности.

Поворотный кольцевой фланец

В случае трубопровода большого диаметра труба устанавливается на одном конце, оставляя на другом конце стандартный приварной фланец с поворотным фланцем. Для этого достаточно просто повернуть поворотный фланец на трубе, чтобы оператор мог добиться надлежащего выравнивания отверстий под болты более простым и быстрым способом.

Одними из основных стандартов для фланцев с поворотным кольцом являются ASME или ANSI, DIN, BS, EN, ISO и т. д. Самым популярным стандартом для нефтехимического применения среди всех является ANSI или ASME B16.5 или ASME B16.47. Поворотные фланцы доступны во всех стандартных формах обычных фланцев. Например, сварка встык, врезное соединение, соединение внахлестку, сварка внахлест и т. д. для всех марок материалов с широким диапазоном размеров, где размеры варьируются от 3/8” до 60” и давление варьируется от 150 до 2500.Эти фланцы могут быть легко изготовлены из углеродистой, легированной и нержавеющей стали.

5. Распорные фланцы

Расширительные фланцы также называются расширительными фланцами, которые используются для увеличения проходного сечения трубопровода от одной конкретной точки к другой, чтобы соединить трубы с любыми другими механическими устройствами, такими как насосы, компрессоры и клапаны, которые имеют другое входное отверстие. размеры.

Расширительный фланец

Расширяющийся фланец обычно называют фланцем с приварной шейкой с очень большим отверстием на конце без фланца. Его можно использовать для увеличения проходного сечения трубы только на один или два размера строго или максимум на 4 дюйма. Этот тип фланцев предпочтительнее, так как они дешевле и легче по сравнению с комбинацией переходника для стыковой сварки и стандартного фланца. Одними из наиболее распространенных материалов для расширяющихся фланцев являются A105 и нержавеющая сталь ASTM A182.

Расширительные фланцы

Номинальное давление и размеры расширительных фланцев соответствуют ANSI или ASME B16.5, которая в основном доступна с приподнятой или плоской поверхностью (RF или FF). Редукционные фланцы, также называемые редукционными фланцами, имеют полностью обратную функцию по сравнению с расширительными фланцами, что означает, что они используются для уменьшения диаметра трубопровода. Диаметр проходной трубы можно легко уменьшить, но не более чем на 1 или 2 размера. Если попытаться уменьшить сверх этого, то следует использовать решение, основанное на сочетании переходника для стыковой сварки и стандартного фланца.

Переходные фланцы в основном доступны во всех размерах и классах материалов, но обычно их нет на складе. Эти фланцы следуют тем же соображениям с точки зрения спецификаций, размеров и классов материалов, что и расширительные фланцы. Последний тип кованых изделий, напоминающий по форме фланец, называется очковой заглушкой, в то время как не собственно фланец, заглушка или кольцевая прокладка в основном используются внутри труб для механической изоляции трубопровода от очень простой способ.

Трубный фланец

Фланец, сокращенно FLG, представляет собой болтовое соединение, в котором две части трубы, оборудования, фитингов или клапанов соединяются вместе, образуя систему трубопроводов. Фланцы обеспечивают доступ, когда оборудование (или трубопровод) необходимо очистить, осмотреть или изменить конфигурацию. Фланцевая пара состоит из двух фланцев и прокладки с болтами и гайками. Фланцы труб бывают разных стилей, номинального давления, материалов и размеров, чтобы соответствовать конструктивным требованиям. В нефтяной промышленности наиболее часто используются два стандарта фланцев: ANSI/ASME B16.5 и BS 1560. Спецификация API 6A предназначена для фланцев, используемых на устьевом оборудовании и фонтанном оборудовании.

Фланцы из различных стандартов или материалов обычно не соединяются вместе. Бывают случаи, когда для конструкции могут потребоваться разнородные металлы или разные классы должны быть скреплены болтами. В этом случае обязательно обратитесь за консультацией к инженеру, чтобы убедиться, что конструкция по-прежнему соответствует применимым стандартам и спецификациям.

 

Трубный фланец Глоссарий

 

Трубный фланец Типы


Существует шесть основных типов фланцев, которые описываются способом соединения с системой трубопроводов.Нажмите на ссылки ниже, чтобы перейти на страницу с подробным описанием различных типов фланцев.

Глухой фланец  —  Эти фланцы не имеют отверстия. Он используется для заглушения фланца или даже клапана. При использовании на конце трубы или фитинга он обеспечивает легкий доступ для дальнейшего удлинения трубы. Глухой фланец и его болты нагружены больше, чем любой другой фланец.

Фланец с соединением внахлестку  —  Этот фланец используется с врезным фитингом с соединением внахлестку.Он похож на накладной фланец, но с двумя отличиями. Радиус и плоская поверхность позволяют закрепить фланец на концевом фитинге. Это полезно в тех случаях, когда сложно совместить отверстия под болты, например, при креплении катушек к фланцевым патрубкам сосудов. Соединение внахлестку используется при низком давлении и не подходит при высоких внешних или тяжелых нагрузках.

Накидной фланец  —  Накидные фланцы предназначены для надевания на наружную поверхность трубы, длинные прямые колена, переходники и переходники.Фланец плохо сопротивляется ударам и вибрации. Его легче выровнять, чем фланец с приварной горловиной. Этот фланец идеален для применений с низким давлением, так как прочность при внутреннем давлении составляет примерно одну треть прочности фланца с приварной горловиной.

Приварной фланец с раструбом  —  Аналогичен вставному фланцу, за исключением того, что у него есть отверстие и раззенкованное отверстие. Контротверстие позволяет трубе входить в раструб/контротверстие. Отверстие фланца имеет тот же диаметр, что и внутренняя часть трубы.Эти фланцы были впервые разработаны для труб малого диаметра и высокого давления.

Резьбовой фланец  —  Похож на вставной фланец, но имеет внутреннюю резьбу. Обычно он используется при низком давлении и не используется при очень высоких температурах или нагрузках.

Фланец с приваренной горловиной  — Фланец бывает двух типов: обычный и длинный. Ступица приварной шейки предназначена для уменьшения напряжения в основании фланца. Обычные фланцы с приварной горловиной используются с фитингами, привариваемыми встык, а длинные фланцы с приварной горловиной обычно используются с патрубками оборудования и сосудов.Фланец с длинной приварной шейкой редко используется с трубой. Оба типа фланцев имеют отверстия, соответствующие внутреннему диаметру трубы или фитинга, к которым они будут приварены. Они подходят для условий высокого давления, экстремальных температур, ударных нагрузок и вибрационных нагрузок.

 

Существует также ряд специальных фланцев типа

.

Фланец с диафрагмой  —  Фланцы с диафрагмой предназначены для измерения объемного расхода жидкостей и газов через трубу. Этот фланец обычно доступен с приварной горловиной, накидными и резьбовыми фланцами.

Стандартный соединительный фланец  —  Этот фланец обычно используется для патрубков на сосудах под давлением и редко используется с трубой.

Фланец-расширитель  —  Фланец-расширитель похож на фланец с приварной горловиной, но с расширением ступицы до большего размера (на один или два размера).

Фланец-переходник  —  Фланцы-переходники предназначены для случаев изменения размера трубы.

Выходной фланец со шпилькой: крепление с плоским дном — крепление на корпусе/головке — тангенциальное крепление  —  Эти фланцы имеют сварные концы, соответствующие форме резервуара или сосуда.

Приварной фланец / нипофланец  —  Приварной фланец представляет собой соединение в виде олета, похожее на нипофланец, оба используются для разветвления на трубе.

 

Трубный фланец Листы данных

Трубный фланец Спецификации
Фланцы Все фланцы, ANSI (дюймы)
Слепой Глухой фланец, ANSI (дюймы)
Ковкий чугун Фланец из ковкого чугуна, ANSI (дюймы)
Расширитель Расширительный фланец, ANSI (дюймы)
Фланцевый болт Фланцевый болт, ANSI (дюймы)
Соединение внахлестку Фланец внахлестку, ANSI (дюйм)
Отверстие Фланец с диафрагмой, ANSI (дюймы)
Слипоны Накидной фланец, ANSI (дюйм)
Розетка Гнездовой фланец, ANSI (дюймы)
Стандартное соединение Стандартный соединительный фланец, ANSI (дюймы)
Выход с шипами Выходной фланец с шипами, ANSI (дюйм)
Резьбовой Фланец с резьбой, ANSI (дюйм)
Сварная горловина Фланец с приварной горловиной, ANSI (дюймы)

 

Стандарты трубных фланцев

Стандарты ASME

  • АСМЭ Б16. 1 — Трубные фланцы из серого чугуна и фланцевые фитинги: классы 25, 125 и 250
  • ASME B16.5 — Трубные фланцы и фланцевые фитинги: от NPS 1/2 до NPS 24, метрические/дюймы, стандарт
  • ASME B16.20 — Кольцевые прокладки и канавки для фланцев стальных труб
  • ASME B16.21 — Неметаллические плоские прокладки для трубных фланцев
  • ASME B16.24 — Трубные фланцы и фланцевые фитинги из литого медного сплава: классы 150, 300, 600, 900, 1500 и 2500
  • АСМЭ Б16.34 — Стальные фланцы большого диаметра (от 26 до 60 дюймов)
  • ASME B16.36 — Фланцы с диафрагмой
  • ASME B16.42 — Фланцы труб из ковкого чугуна и фланцевые фитинги: классы 150 и 300
  • ASME B16.47 — Стальные фланцы большого диаметра (от NPS 26 до NPS 60)

Стандарты ASTM

  • ASTM A105 — Технические условия на поковки из углеродистой стали для трубопроводов
  • ASTM A182 — Технические условия на кованые или катаные фланцы труб из легированной стали, кованые фитинги, клапаны и детали для работы при высоких температурах
  • ASTM A193 — Спецификация болтовых материалов из легированной и нержавеющей стали для работы при высоких температурах
  • ASTM A194 — Спецификация гаек из углеродистой и легированной стали для болтов для работы под высоким давлением и высокой температурой
  • ASTM A694 — Спецификация поковок из углеродистой и легированной стали для трубных фланцев, фитингов, клапанов и деталей для трансмиссии высокого давления
  • ASTM A707 — Спецификация фланцев из кованой, углеродистой и легированной стали для эксплуатации при низких температурах

Стандарты AWWA

  • AWWA C115 — Стандарт для фланцевых труб из ковкого чугуна с фланцами с резьбой из ковкого или серого чугуна

Стандарты ИСО

  • ISO 5251 — Фитинги для стыковой сварки из нержавеющей стали

Стандарты MSS

  • MSS SP-6 — стандартная отделка контактных поверхностей трубных фланцев и соединительных торцевых фланцев клапанов и фитингов
  • MSS SP-9 — точечная наплавка фланцев из бронзы, железа и стали
  • MSS SP-25 — Стандартные системы маркировки для клапанов, фитингов, фланцев и соединений
  • MSS SP-44 — Стальные фланцы для трубопроводов
  • MSS SP-53 — Стандарты качества стальных отливок и поковок для клапанов, фланцев, фитингов и других компонентов трубопроводов — Магнитопорошковые частицы
  • MSS SP-54 — Стандарты качества для стальных отливок и клапанов, фланцев, фитингов и других компонентов трубопроводов — Радиографический
  • MSS SP-55 — Стандарты качества для стальных отливок и клапанов, фланцев, фитингов и других компонентов трубопроводов — Visual
  • MSS SP-75 — Высокопрочные кованые фитинги для стыковой сварки
  • MSS SP-106 — Фланцы из литого медного сплава и фланцевые фитинги классов 125, 150 и 300
  • АСМЭ Б16. 5 и ASME B16.47 фланцы защитной трубы до NPS 60 (B16.5 от 1/2″ до 24″ и B16.47 от 26″ до 60″). ANSI B16.47 охватывает две серии фланцев: серия A соответствует MSS SP-44-44, а серия B соответствует API 605 (API 605 был отменен).

 

Трубные фланцы Классы

На этой странице перечислены только наиболее часто используемые классы фланцев. Для получения дополнительной информации о фланцах и соответствующих стандартах перейдите по ссылке ниже.

АСМЭ Б16.5 охватывает фланцы номинальным размером от 1/2 до 24 дюймов. Он также включает классы от ANSI 150 до ANSI 2500. Фланцы, включенные в B16.5, являются глухими, с соединением внахлестку, муфтой, накидными, резьбовыми и приварными фланцами.

ASME B16.47 охватывает фланцы с номинальным размером 24 дюйма и более. Классы фланцев, которые он охватывает, относятся к классам от ANSI 75 до ANSI 900. фланцев серии A (аналогично ASME MSS SP44) и серии B (аналогично API 605). Фланцы серии A больше, тяжелее и имеют меньше отверстий под болты. Причина для серии A и серии B заключается в том, что обе спецификации, упомянутые ранее, были объединены для охвата ASME B16.47.

 

Накладка на фланец трубы

Существует три основных типа облицовки фланцев. Не все облицовки доступны с каждым торцевым соединением. Это основано на конструкции фланца и конструкции системы трубопроводов. Типичные поверхности фланцев:

 

Общие стандарты трубных фланцев

  • Фланец — ASME B16.36, фланец с отверстием (1/2–24 дюйма)
    • Вставной фланец: класс 300, класс 400, класс 600, класс 900, класс 1500
    • Резьбовой фланец: Класс 300, Класс 400, Класс 600, Класс 900, Класс 1500
    • Фланец с приварной горловиной: Класс 300, Класс 400, Класс 600, Класс 900, Класс 1500, Класс 2500
  • Фланец — фланец промышленного стандарта (также называемый фланцем большого диаметра) (больше 26 дюймов)
    • Фланцы отраслевого стандарта не имеют кода национального стандарта или подпадают под действие какого-либо руководящего органа.
      • Глухой фланец: класс 75, класс 125, класс 175, класс 250, класс 350
      • Фланец с приварной горловиной: Класс 75, Класс 125LW, Класс 125, Класс 175, Класс 250, Класс 350
      • Накидной фланец: класс 75, класс 125LW, класс 125, класс 175, класс 250, класс 350
  • Фланец — стандартный фланец AWWA
    • АВВА C207
      • Фланец со стальным кольцом: класс B, класс D, класс E, класс F
      • Стальной фланец втулки: класс D, класс E
      • Глухой фланец: класс B, класс D, класс E, класс F
    • АВВА C207
      • Фланец со стальным кольцом: класс B, класс D, класс E, класс F
      • Стальной фланец втулки: класс D, класс E
      • Глухой фланец: класс B, класс D, класс E, класс F

 

Трубный фланец Класс давления

Фланцы

обычно изготавливаются семи основных размеров: 150 фунтов, 300 фунтов, 400 фунтов, 600 фунтов, 900 фунтов, 1500 фунтов и 2500 фунтов. Рейтинги могут быть выражены по-разному, но означать одно и то же — 150 фунтов, 150 фунтов, 150# или класс 150.

Каждый класс фланцев может выдерживать большее давление, чем предыдущий класс, благодаря своей конструкции. Чем выше класс, тем толще металл. Таким образом, можно выдерживать более высокое давление. Существует множество факторов, которые могут повлиять на способность фланца выдерживать давление, например, тип используемого металла.

 

Спецификация трубного фланца

, BSI

Спецификации BSI для фланцев:

  • BS 10 — Спецификация фланцев и болтовых соединений для труб, клапанов и фитингов
  • BS 3293 — Спецификация фланцев для труб из углеродистой стали (номинальный размер более 24 дюймов) для нефтяной промышленности
  • BS 4504 — Спецификация для стальных фланцев Круглые фланцы для труб, клапанов и фитингов
  • ISO 7005-1 — Металлические фланцы — Часть 1: Стальные фланцы (практически то же самое, что и BS 4504)

Материалы фланцев BSI

Стандарты

обычно определяют материал, из которого изготовлен фланец.

Размеры фланцев BSI

Доступны размеры и марки фланцев для всех стандартных толщин стенок труб и номинального давления.

Типы фланцев BSI

Типичные используемые поверхности фланцев: плоская поверхность, рельефная поверхность, шпунт и канавка и кольцевое соединение.

Отделка фланца BSI

Поверхность фланца определяется используемым стандартом и измеряется как среднеарифметическая высота шероховатости (AARH). Примером может служить ANSI B16.5, который определяет отделку поверхности в диапазоне от 125AARH до 500AARH (3.от 2 Ра до 12,5 Ра).

Класс фланца BSI

Фланец

Тип

 БС4504

(ИСО 7005-1)

Ду 10 до

Ду 4000

 БС2393

26–60 дюймов

Шторка 2,5-40 —
Соединение внахлестку 6-40 —
Слипоны 2. 5-40 150-600
Розетка — —
Резьбовой 6-40 —
Сварная горловина 2,5-40 150-600
Плоская/выпуклая поверхность См. выше См. выше
Кольцевое соединение 2,5-40 300-600
Другие облицовки 2.5-40 —

 

Трубный фланец Глоссарий

А

Б

  • Глухой фланец  —  Компонент трубопровода для покрытия или закрытия конца трубы, клапана, сосуда или резервуара.
  • Выброс  —  Происходит, когда внутреннее давление стремится вытолкнуть материал прокладки между фланцами.
  • Перелом болта  —  Тип поломки крепежного элемента, который возникает при чрезмерной затяжке крепежного элемента и приводит к поломке болта.
  • Деформация отверстия под болт  —  Фланец постоянно искривлен непосредственно под болтом. Вызвано первоначальным крутящим моментом болта.
  • Нагрузка на болт   —  Нагрузка, создаваемая болтом при его затягивании.
  • Момент затяжки болта  —  Крутящий момент. Это мера того, насколько сильно скручивается гайка на болте, чтобы затянуть (повернуть).
  • Момент отрыва  —  Момент, необходимый для придания обратного вращения незатянутому болту.

С

  • Взвод  —  Когда фланцы механического узла не параллельны друг другу.
  • Коррозия  —  Утонение стенки трубы, которое обычно вызывается химической реакцией коррозионной жидкости или агента и ограничивается почти исключительно металлическими изделиями.

Д

Е

Ф

  • Облицовка  —  Обработка контактной поверхности фланца.
  • Фитинг  —  Компонент трубопровода, который используется для соединения трубопровода, изменения направления или диаметра трубопровода или окончания трубы.
  • Круг фланцевого болта  — Фланец – это теоретическая окружность, на которой лежат центры отверстий под болты, когда отверстия под болты расположены на одинаковом расстоянии друг от друга на поверхности фланца.
  • Штамповка фланца  —  Все фланцы должны иметь штамп для идентификации на внешнем диаметре основания для облегчения идентификации.
  • Фланец с плоской поверхностью   — Фланец обработанный плоско и не имеющий гребня, как выступающий фланец или фланец с кольцевым соединением.

Г

  • Прокладка  —  Уплотнение между двумя компонентами, обычно скрепляемое болтами.

Н

я

Дж

К

л

  • Утечка  —  Количество жидкости, которое пройдет через регулирующий клапан, когда он полностью закрыт при заданном давлении и температуре.

М

Н

О

Р

  • Труба  —  Полая труба, по которой могут проходить такие продукты, как жидкость, газ, гранулы и т. д.
  • Конец трубы  —  Существует три основных типа концов труб: скошенные, с резьбой или гладкие.
  • Спецификация труб  —  Термин, используемый для описания толщины трубы.
  • Давление  —  Это сила, приложенная перпендикулярно поверхности объекта и выраженная как сила на единицу площади.

В

Р

  • Гладкая поверхность с выступом  —  Несколько лет назад стандартная обработка фланцев с выступом имела шероховатость около 500 микродюймов.
  • Переходной фланец  —  Предназначен для случаев изменения размера трубы.

С

  • Напряжение уплотнения  —  Величина давления фланца в узле фланцевого соединения для сжатия и посадки прокладочного материала для создания эффективного уплотнения.
  • Накидной фланец  — Предназначен для надевания на наружную часть трубы, длинные прямые колена, переходники и переходники.
  • Очковая заглушка  —  Защитное устройство, используемое для изоляции участка линии или элемента оборудования, когда линию или оборудование необходимо осмотреть или вывести из эксплуатации.

Т

  • Крутящий момент  —  Сила вращения, используемая для перемещения стержня.

У

В

Вт

  • Приварка к фланцу  —  При сварке фланца, фитинга или отрезка трубы расстояние между зазорами для их сварки устанавливается Квалификацией по сварке.

Х

Д

З

 

Расчет и расчет фланцевого болтового соединения на требуемую герметичность и прочность

1 Введение

Фланцевое болтовое соединение является одним из основных узлов трубопроводной системы, позволяющим соединять отдельные отрезки труб в более сложные участки или соединение измерительных и обрабатывающих устройств и машин, таких как расходомеры, насосы, вентиляторы и сосуды под давлением. Подсчитано, что на нефтеперерабатывающем заводе среднего размера имеется примерно 100 000 таких соединений.Из-за того, что это разъемное соединение, это место, где утечка неизбежна. Эта утечка должна определяться на этапе проектирования [1] и по возможности строго контролироваться при монтаже и состоянии эксплуатации трубопроводных систем [2, 3]. Большинство трубопроводных сооружений транспортируют вещества, которые из-за неконтролируемых утечек могут способствовать крупным катастрофам [4, 5]. В зависимости от вида транспортируемой среды может создавать опасность возникновения пожара, загрязнения окружающей среды, при этом влечет за собой облучение с потерей здоровья и жизни людей или животных [6].

Конструкция таких соединений в основном зависит от выбора надлежащей прокладки/уплотнения и их надлежащей сборки при соответствующей нагрузке. Основными расчетными данными являются: номинальный диаметр трубопровода, температура, давление и вид транспортируемой среды. Дополнительными данными являются внешние нагрузки, их изменение во времени, требуемая герметичность и прочность соединения. За десятилетия было разработано множество вычислительных алгоритмов для поддержки конструкции фланцевого болтового соединения с учетом требуемой герметичности.В большинстве случаев методики относятся к конструкции фланцевого болтового соединения с круглой прокладкой, а результаты расчетов были в основном в виде силы затяжки болта или крутящего момента, при котором гайки должны быть затянуты для обеспечения надлежащая герметичность [7]. Коды расчета [8], [9] были основаны на одномерной модели соединения, в которой прокладка, болты и фланцы не деформируются. Наиболее точный подход к проектированию таких соединений заключается в алгоритме согласно [1].Расчетная модель учитывает, среди прочего, взаимодействие фланца-прокладки-болта, их упруго-пластическое поведение, а также ползучесть и релаксацию прокладки под действием повышенной температуры. Дополнительно учитываются внешние нагрузки в виде усилий и изгибающих моментов, тепловое расширение компонентов

, а также условия трения на сопрягаемых поверхностях. Алгоритм учитывает два основных состояния нагрузки:

И-0 – в рабочем состоянии (состояние сборки),

И-1 – рабочее состояние (воздействие внутреннего давления и температуры, а также внешней нагрузки, действующей на соединение).

Необходимые расчетные данные в виде свойств материала прокладки были получены в результате экспериментальных испытаний в соответствии с [10].

Эти испытания проводились на специальном устройстве (см. рис. 1), имитирующем нагрузку на прокладку при заданных температуре и давлении уплотняемой среды (обычно гелия). Прямыми результатами испытаний являются характеристики деформации или характеристики герметичности прокладок. На основании таких данных были определены расчетные коэффициенты.Этими коэффициентами, среди прочего, были: модуль упругости, коэффициент трения, допустимое контактное напряжение, минимальные контактные напряжения, обеспечивающие достаточную герметичность. В правильно спроектированном соединении (помимо достижения желаемой герметичности) важным аспектом является поддержание напряжения в отдельных элементах соединения ниже допустимого значения. Безопасное состояние определяется с помощью коэффициента безопасности, который косвенно характеризует состояние нагрузки конкретного элемента соединения. В общем случае этот коэффициент запаса определяет отношение текущего значения силы или напряжения в данном элементе к значению предельной силы или допустимого напряжения.Для выполнения безотказной работы должны были выполняться неравенства (1) для всех указанных выше состояний нагрузки I-0, I-1.

Рисунок 1

Испытательный стенд для определения свойств материала прокладки; 1-гидравлический пресс, 2-компьютер, 3-щит управления, 4-блоки перепада давления, 5-детектор гелия, 6-экран, 7-бак с гелием, 8-блок охлаждения гидравлического пресса, 9-масляный насос гидравлического нажмите

(1)φ=FAFLim=fAfLim≤1

Где:

F A , F Lim – фактическая сила, приложенная к элементам, и предельная сила, вызывающая разрушение элементов соответственно, f A , f Lim – фактическое напряжение в элементах и ​​предельное напряжение (равно допускаемому напряжению) соответственно.

Некоторое дополнение к аналитическим расчетам и их проверка могут быть дополнительно проведены с использованием численных расчетов, основанных на методе конечных элементов (МКЭ). Анализ таких вопросов представлен, в частности, в [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17]. Геометрическая модель может быть построена на основе 2D (осесимметричность) или 3D [18] анализа всего или части сустава. Основными преимуществами численных расчетов являются прежде всего:

  • определение контактного напряжения на поверхности прокладки,

  • определение максимального эквивалентного напряжения фланцев, болтов и прокладки,

  • определение влияние термических и внешних нагрузок на уровень деформации соединения.

Данные в виде свойств материала прокладки и сборочных нагрузок, необходимые для подготовки расчетной модели, были получены с помощью вышеуказанных аналитических расчетов и экспериментальных испытаний.

2 Цель и объем работ

Целью работы было проектирование фланцевого болтового соединения с прокладкой на два строго определенных класса герметичности. В проекте в качестве основных инструментов использовались аналитические расчеты (по методике, описанной в [1]) и метод конечных элементов.Аналитические расчеты в основном использовались для определения натяжения болта в процессе эксплуатации и оценки запаса прочности болта, фланца и прокладки. На последнем этапе были проведены экспериментальные испытания для определения фактического уровня герметичности и проверки аналитических и численных расчетов.

3 Расчетные данные

Основными данными были характерные размеры фланцевого болтового соединения PN40 DN100 (см. рис. ?? ) и значения, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Расчетные данные PN40 Фланцево-болтовое соединение DN 100

niso.org/schemas/ali/1.0/» rules=»all» frame=»hsides»>99 15 991 9990 P 9990 F 5 9990 152
№ параметр символ Значение Unit
Давление P 40 бар
2 Температура жидкости T 20 20 C
3 D D 275 мм
4 Объемный круг диаметром 210 мм мм
5 Диаметр трубы D P 100 мм
6 Толщина фланца T 38.5 мм мм
7 F F 192
0
9 Наружный диаметр D O мм мм
9 Внутренний диаметр D I 112 мм 10 Толщина прокладки T г 2 мм
11 Допустимый стресс F г 220 MPA
Материал FG 1 / FG 2
Болты
13 номер болтов n b 8 —
14 Болт Ngth F B B 500 MPA
Болт диаметр M 24 24 мм
16 Болт Общая длина L o 100 мм
17 BOLT GRIP Длина L г 80 мм
9
9 F B 500970 MPA

В качестве прокладочного материала были выбраны два типа волокнисто-эластомерного материала толщиной 2 мм. Материал, обозначенный как FG_1, представлял собой композит, изготовленный из смеси арамидных и минеральных волокон и каучука NBR в качестве связующего. Кроме того, материал был армирован изнутри перфорированной сеткой

из нержавеющей стали толщиной 0,25 мм. Второй материал представлял собой композит, обозначенный как ФГ_2, состоящий из арамидных, графитовых и минеральных волокон, а также каучука SBR в качестве связующего. Оба материала характеризовались высокой стойкостью к жидкому и газовому топливу и широким диапазоном приложения нагрузки от вакуумметрического давления до 100 бар и температуры от -65 до 250 ˚ С.В расчетах принимались два класса герметичности: L1.0 и L.0.1, которые соответствовали уровням утечек: 1,0 мг/с·м и 0,1 мг/с·м по среднему периметру прокладки. Необходимые для расчетов коэффициенты материала прокладок были получены экспериментальными испытаниями [10], основными результатами которых были характеристики, описывающие уровень утечки и деформации в зависимости от контактного напряжения. Эти характеристики показаны на рисунках с 3 по 6. Рабочая температура конструкции составляла 20 ˚ C, а давление 40 бар (4 МПа).

4 Аналитические расчеты

Целью аналитических расчетов было определение величины момента затяжки гайки в рабочем состоянии от усилия, обеспечивающего необходимую герметичность соединения. Косвенными результатами были оценка запаса прочности фланца, болта и прокладки, а также определение угла поворота фланца. Основные формулы вычислительного алгоритма [1] были представлены от (2) до (8).

Усилие болта в рабочем состоянии:

(2)FB0=FG0+FR0

Где F G 0 — усилие прокладки, найденное в итеративном расчете, а F R — внешняя нагрузка.

Усилие болта в рабочем состоянии:

(3)FB1=FG1+FQ1+FR1

Рисунок 2

Характеристический размер фланцевого болтового соединения

Рисунок 3

Характеристика, описывающая скорость утечки в зависимости от приложенного контактного напряжения прокладки ФГ_1

Рисунок 4

Характеристика прокладки ФГ_2, описывающая уровень утечки как функцию контактного напряжения

Где:

F Q – гидростатическая сила, возникающая от давления жидкости. Каждый параметр с индексом 1 означает, что он находится в рабочем состоянии, а параметр с индексом 0 означает, что он находится в рабочем состоянии.

Коэффициент нагрузки болта (коэффициент безопасности):

(4)φB1=FB1ABfBCB<1

Рисунок 5

Характеристика прокладки FG_1, описывающая уровень деформации как функцию контактного напряжения Прокладка FG_2, описывающая уровень деформации как функцию контактного напряжения

Коэффициент нагрузки на прокладку:

(5)φG1=FG1AGQSmax<1

Коэффициент нагрузки на фланец:

(6)φF1=FG1⋅hG+FQ1(hH−hP ) + FR1⋅HHWF

где:

W F — характерный поперечный сечение фланца [N · M] и H G , H H , H P – рычаг рычагов, приложенных к характерным точкам фланцевого соединения.

Расчет по формуле (6) очень сложен, так как включает множество параметров, зависящих от размеров полки. В упрощенном виде параметр F представляет собой отношение между фактическим напряжением фланца и допустимым напряжением материала фланца.

Вращение фланца рассчитывается следующим образом:

(7)ΘF=ZFEFFGhG+FQ(hH−hP+hQ)+FR(hH−hR

Крутящий момент при эксплуатации:

(8)MB0=kBFB0

Где k B — коэффициент болта, состоящий из характерного размера болта, а также коэффициента трения резьбы.

Отдельные результаты аналитических расчетов для обоих состояний нагрузки I-0 и I-1 представлены в таблицах с 2 по 3.

Учитывая данные таблиц, можно сделать вывод, что для двух состояний нагрузки значения коэффициентов запаса были меньше 1, что означает соответствие конструкции ключевому критерию (1). Наиболее нагруженным элементом соединения в обоих режимах нагрузки был болт, а наименее нагруженным — фланец. Требуемый максимальный момент затяжки составил 221 Нм и был рассчитан для соединения, уплотненного материалом GF_1. Это была величина, обеспечивающая расчетную герметичность 0,1 мг/с·м. Вывод из расчетов заключался в том, что для материала FG_1 требуется более высокое контактное напряжение для достижения того же уровня герметичности, что и для прокладки FG_2. На рис. 7 представлено сравнение коэффициентов запаса прочности (рассчитанных в процессе эксплуатации I-0 и в условиях эксплуатации I-1) прокладки фланцевого соединения для обеих конфигураций. Значения запаса прочности, представленные в таблицах, были ограничены нагрузкой, обеспечивающей класс герметичности L0.1.

Рисунок 7

Коэффициенты запаса прочности в эксплуатации и эксплуатационные состояния соединения, уплотненного двумя конфигурациями – материалы ФГ_1 и ФГ_2

5 Численные расчеты

Основной целью численных расчетов было определение местного эквивалентного напряжения отдельных элементов соединения, а также для определения контактных напряжений на поверхности прокладки.

5.1 Расчетная модель

Численный расчет выполнен в программе ANSYS 15.0 с использованием структурного анализа. Геометрическая модель соединения и граничные условия представлены на рисунке 8. На боковых стенках 1/8 фланцевого болтового соединения были применены опоры без трения для получения периодической модели. К болту прикладывалась предварительная нагрузка для имитации усилия болта в рабочем состоянии. Внутренняя поверхность соединения нагружалась давлением для имитации условий эксплуатации. Расчеты проводились в два этапа нагрузки; первый соответствовал рабочему состоянию (I-0), второй — рабочему состоянию, возникающему при давлении 40 бар.В качестве эксплуатационной нагрузки болта применялись значения, полученные в результате аналитического расчета, соответствующие расчетному классу герметичности (см. значения F B 0 , приведенные в таблицах 2 и 3). На сопрягаемых поверхностях активировались контактные элементы, а также задавался коэффициент трения 0,4. Фланцы, болт, шайба и гайка были сопоставлены с изотропной моделью стального материала с модулем Юнга E = 206000 МПа и коэффициентом отравления v = 0.3. Свойства прокладки как числовая модель были введены в компьютерную программу в виде деформационных характеристик, показанных на рисунках 5 и ?? . Дискретизация модели проводилась шестигранными и клиновыми элементами (см. рис. 9) с квадратичной функцией формы. Контакты между отдельными предметами моделировались как фрикционные. Коэффициент трения между металлической частью был 0,15, тогда как область контакта между прокладкой и металлом была 0,3.

Рисунок 8

Геометрическая модель, а также граничные условия стыка: а) рабочая нагрузка I-0 б) рабочая нагрузка I-1

Рисунок 9

Расчетная сетка стыка a ) весь узел, б) дискретизированный участок прокладки и фланца в) крепежный элемент

Таблица 2

Выбранные результаты фланцевого соединения PN40 DN 100 с прокладкой из материала FG_1

Расчетный класс герметичности I-0 I-1
F В0 М В0 Ф В0 Ф F0 Ф G0 Θ f0 F B1 9092 г B1 9092 9990 F1 г G1 θ F1
NM — — — ° KN — — — ° 60370
Л1. 0 43,2 169 0,59 0,36 0,57 0,14 44,55 0,52 0,221 0,05 0,17
L0.1 56,4 221 0,79 0.79 0,44 0,44 0,18 58.38 58.38 0.67 0.219 0.058 0.22

Таблица 3

Выбранные результаты фланца PN40 DN 100 прокладка с материалом FG_2

F + 0,15
дизайн герметичности I-1 I-1 I-1 F B0 2 м B0 г B0 Ф F0 Ф G0 ϴ F0 F В1 Ф В1 Ф F1 Ф G1 Θ F1
кН Нм — — — ° кН — — — ° 0 29,1 114 0,39 0,295 0,420 0,11 30,48 0,36 0,209 0,031
L0. 1 46,6 182 0.66 0.66 0.409 0.525 0.525 48.37 0.55 0,197 0,035 0,19
0,19

в средней части прокладки и фланцевой скидки были введены (см.10). После постобработки по этим траекториям определяли радиальное распределение контактного напряжения на прокладке и смещения фланца.

Рисунок 10

Определенные пути измерения а) на прокладке б) на фланце

5.2 Численные результаты

На основе численного расчета были проанализированы следующие результаты:

  • распределение контактного напряжения на поверхности прокладки ,

  • максимальное эквивалентное напряжение в отдельных элементах соединения,

  • приращение нагрузки на болты от режима эксплуатации I-1,

  • деформация полки (угол поворота полки в осевой плоскости сустав).

5.2.1 Распределение контактных напряжений прокладки

На рисунках 11 и 12 представлены карты распределения контактных напряжений на поверхности прокладки в рабочем состоянии I-1 . Неравномерность контактного напряжения по радиусу прокладки вызвана деформацией фланца. При нагрузке, соответствующей натягу L1,0, в обоих соединениях разница контактных напряжений от точки 1 к точке 2 составила примерно 10 МПа. При нагрузке, соответствующей натягу L0.1, перепад давления составил около 12 МПа для соединения, уплотненного материалом ФГ_, тогда как для соединения, уплотненного материалом ФГ_1, разница составила 20 МПа. Более точный график изменения контактного напряжения вдоль радиальной траектории прокладки показан на рис. 13.

Рис. 11

Распределение контактного напряжения в рабочем состоянии и нагрузка на фланце, соответствующая герметичности L1.0 а) стык с прокладкой ФГ_1 б) соединение прокладное FG_2

Рисунок 12

Распределение контактного напряжения в рабочем состоянии и нагрузка на фланец, соответствующая степени натяга L0. 1 а) стык прокладочный с ФГ_1 б) стык прокладочный ФГ_2

Рисунок 13

Радиальное контактное напряжение по ширине прокладки при нагрузке в стыке, соответствующей натягу L0.1

На графике радиальное контактное напряжение стыка уплотненные материалами ФГ_1 и ФГ_2 в рабочем состоянии И-1 и нагрузке, соответствующей классу Л0.1. При анализе этих данных можно отметить, что соединение, уплотненное ФГ_1, характеризуется большей неравномерностью радиального контактного напряжения, чем соединение, уплотненное материалом ФГ_2 (сравните наклон контактного напряжения обеих кривых, представленных на рис.13). На рисунках 14 и 15 представлено сравнение радиального контактного напряжения в обоих состояниях нагрузки I-0 и I-1.

Рисунок 14

Радиальное контактное напряжение по ширине прокладки в стыке с прокладкой FG_1 во всех случаях нагрузок

Рисунок 15

Радиальное контактное напряжение по ширине прокладки в стыке с прокладкой FG_2 во всех случаях нагрузок

Штриховые линии на диаграммах соответствуют рабочему состоянию (I-0), а сплошные линии — рабочему состоянию (I-1). Разность давлений в состояниях I-0 и I-1 возникла из-за частичной разгрузки прокладки за счет гидростатического давления, действующего на заглушенные концы фланцев. В обоих случаях конфигураций соединения, независимо от уровня натяга, различия контактных напряжений между состояниями I-0 и I-1 были одинаковыми и составляли около 5 МПа.

5.2.2 Максимальное напряжение

На рис. 16 представлены примеры распределения эквивалентных напряжений в корне болта и наиболее нагруженном участке полки.

Рисунок 16

Распределение эквивалентного напряжения в соединении а) в корне болта б) во фланце

Максимальное местное напряжение соединения в конкретных состояниях нагрузки относилось к допустимому расчетному напряжению, в результате чего коэффициенты безопасности рассчитывали по формуле (1). Результаты расчетов представлены в таблицах 4 и 5. Все расчетные значения коэффициентов запаса прочности

Таблица 4

Результаты численного расчета стыка, уплотненного материалом ФГ_1

0,05
I-0 I -1
В0 Р Ф В0 Ф F0 Ф G0 Θ F0 Р В1 г B1

г F1

9 G1 θ F1
L1. 0 43200 0,391 0,599 0,229 0,04 44363 0,402 0,615 0,209
L0.1 56429 0,510 0,788 0,309 0,06 57286 0,519 0,801 0,288 0,06

Таблица 5

Представлены результаты численного расчета сустава прокладками с FG_2 материала

0,03
I -0 I-1
F B0 Ф B0 Ф F0 Ф G0 Θ F0 F B1 Ф B1 Ф F1 Ф G1 ϴ F1
L1. 0 29085 0,263 0,407 0,148 0,03 31077 0,282 0,437 0,133
L0.1 46586 0,421 0.652 0.249 0,249 0.05 47957 0.435 0.435 0.671 0,223 0,223 0,05

были в приемлемом диапазоне.Кроме того, в таблицах указано увеличение нагрузки на болт и угол поворота фланца. Увеличение нагрузки на болты в состоянии I-1 составляет в среднем 1 кН и является результатом действия гидростатической силы – по формуле (3). Для наглядности результатов расчетов на рисунке 17 были представлены гистограммы значений коэффициентов запаса и угла поворота полки на фоне результатов, полученных аналитически. Значения в диаграммах относятся к нагрузке на соединение, соответствующей L0.1 герметичность.

Рисунок 17

Графическое изображение запаса прочности элементов соединения и углов поворота фланцев соединения, уплотненного ФГ_1 и ФГ_2. Состояние I-1 и нагрузка на соединение, соответствующая натягу L0.1, а) коэффициенты запаса прочности болтов, б) коэффициенты запаса прочности фланца, в) коэффициенты запаса прочности прокладки, г) угол поворота фланца.

При изучении диаграммы данные показывают, что согласно численным расчетам наиболее нагруженным элементом был фланец F = 0,8. Однако, согласно аналитическим расчетам, наиболее нагруженным элементом является болт В = 0.68. Кроме того, с учетом аналитических расчетов коэффициент запаса прочности прокладки ниже G = 0,1, а по численным расчетам выше Φ G = 0,25. Тем не менее, независимо от метода расчета, все коэффициенты запаса (согласно формуле (1)) удовлетворяют основному требованию. Наибольшие расхождения между численными и аналитическими данными получены для угла поворота фланца. Значения этого параметра, согласно аналитическим расчетам, в четыре раза превышали результаты, полученные численными расчетами.

6 Экспериментальные испытания

Проверка аналитических и численных результатов проводилась посредством экспериментальных испытаний. Основная цель состояла в том, чтобы подтвердить предполагаемую (расчетную) герметичность, а также проверить усилия, полученные в результате расчетов, моментов затяжки гаек и расчетных коэффициентов запаса прочности болта и прокладки.

6.1 Испытательный стенд

На рис. 18 показан испытательный стенд, основной частью которого является фланцевое болтовое соединение с размерами, соответствующими таблице 1.Дополнительным оборудованием стенда были: усилитель, связанный с системой тензодатчиков, закрепленных на каждом из восьми болтов М 24, гелиевый детектор вместе с вакуумным насосом, гелиевый резервуар с давлением 200 бар. Благодаря тому, что каждый болт был оборудован тензометрической системой, можно было определить их точное натяжение при заданной нагрузке, создаваемой динамометрическим ключом.

Рисунок 18

Стенд для исследования фланцевого соединения с прокладкой 1 – резервуар с гелием, 2 – фланцевое соединение, 3 – вакуумный насос, 4 – динамометрический ключ, 5 – детектор гелия, 6 – усилитель

6.

2 Процедура испытаний

Перед монтажом верхнего фланца (для определения контактного напряжения) два фрагмента измерительной пленки FUJI с диапазоном 10–50 МПа (среднее напряжение) и диапазоном от 50 до 130 МПа (высокое напряжение ) располагались на поверхности прокладки (см. рис. 18в). Затем, после установки верхнего фланца, в отверстия фланцев были установлены болты и предварительно затянуты гайки. Процедура испытаний проводилась в два основных этапа. На первом этапе (соответствующем состоянию I-0) соединение нагружали путем затягивания гаек динамометрическим ключом в соответствии со значениями, указанными в таблицах 2 и 3 (см. значения M B 0 для две прокладки).Затем были записаны значения тензорезисторов каждого болта. На втором этапе (соответствующем состоянию I-1) соединение нагружали гелием под давлением 40 бар. В результате соединение герметизировалось, снова считывались значения натяжения болта и измерялся уровень утечки гелия. После завершения измерений соединение было разжато, гайки отвернуты и верхний фланец снят. Косвенным этапом измерений было определение контактного напряжения на поверхности прокладки.Как упоминалось выше, измерение проводилось с помощью измерительной пленки FUJI. Принцип его работы основан на том, что при контактном напряжении пленка окрашивалась в розовый цвет. Чем больше контактное напряжение, тем интенсивнее окраска пленки. Для получения значения контактного напряжения интенсивность пленки оценивали по эталонной шкале.

6.3 Результаты испытаний

В таблицах 6 и 7 представлены силы болтов в условиях индивидуальной нагрузки, среднее контактное напряжение и измеренные значения утечки.Наиболее важным значением, полученным в результате экспериментального испытания, было значение утечки гелия. При нагрузке в стыке, соответствующей расчетной герметичности L0,1, реальные (измеренные) значения течи находились в приемлемом порядке для обеих конфигураций стыка. Это означает, что аналитически рассчитанные значения крутящего момента M B 0 оказались правильными. Наибольшее несоответствие реальной течи относительно расчетного значения было измерено при нагрузке на стык, соответствующей расчетной герметичности L0.1. Тем не менее, измеренная герметичность оказалась выше проектных значений. Это означает, что расчетный крутящий момент в данном случае был несколько избыточным.

Таблица 6

Перечень измеренных и целевых данных в виде момента затяжки гаек, класса герметичности и усилий болтов для материала стыка с прокладкой FG_1.

019 KN
I-0
L
MC F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 6 F 7 F 8 F śr S 0 S 0
мг / с · м нм кн кн KN KN KN KN KN KN KN KN MPA
1 169 44. 54 45,32 47,83 47,15 47,43 47,24 45,92 48,96 46,80 45,14
0,1 221 53,99 56,64 59,8 59,35 59,23 59,9 54,09 60,28 57,91 55,86
I-1
L дизайн L реальный F 1 F 2 9090 9091 F 3 9090 9 F 4 F 9 F 9 F 5 9090 F 6 9090 F 7 9090 7 F 8 F SR S I 9 0006
MG / S · M MG / S * M KN KN KN KN KN
KN KN KN MPA
1 4. 88 44,84 45,62 48,13 47,45 47,73 47,54 46,22 49,26 47,10 40,68
0,1 0,29 54,09 56,74 59,9 59.45 59.33 60370 59.03 54.19 54.19 60.38 58.01 58.01 58.01 51.20

Таблица 7

Список измерений и целевых данных в виде затяжки крутящего момента орехов, класса герметичности и сил болтов для сустава уплотненный материал ФГ_2.

019 1 KN
I-0
L
MC F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 6 F 7 F 8 F śr S 0 S 0
MG / S ∙ M NM KN KN KN KN KN KN KN KN KN Kn MPA
114 29. 99 30,78 31,18 32,73 31,04 30,91 29,33 32,3 27,00 26,04
0,1 182 46,19 47,71 49,14 49,35 48.59 49.9 49.9 50.28 50.28 48.53 46.81
L 9090 L Дизайн L Real F 1 9099 F 2 9090 9091 F 3 9090 9 F 4 F 9 F 9 F 5 9090 F 6 9090 F 7 9090 7 F 8 F SR S I 9 0006
MG / S ∙ M KN KN KN KN KN KN KN KN KN KN MPA
1 2. 66 30,99 31,78 32,18 33,73 32,04 31,91 30,33 33,3 27,87 22,13
0,1 0,39 47,09 48,61 50,04 50.25 49.49 49.49 50.8 47.99 47.99 51.18 51.18 49.43 49.43 42.93 42.93

Увеличение природу природу болтов из-за давления гелия, действующего на ослепленные концы фланцев (как в совместных конфигурациях) равняется 1 кН.Эти значения согласуются с приращением нагрузки, полученным в результате численных расчетов. Среднее контактное напряжение прокладки в состоянии I-0 рассчитывали по формуле (9), а в состоянии I-1 — по формуле (10).

(9)S0=8F¯B0AG

(10)S1=(8F¯B1−pAI)AG

На основании средней силы в болте и значений среднего контактного напряжения прокладки были рассчитаны коэффициенты безопасности. На рис. 19 значения коэффициентов запаса приведены в виде гистограммы.Анализ этих данных показывает, что болт был более нагруженным элементом.

Рис. 19

Коэффициенты запаса прочности болта и прокладки при нагрузке на соединение, соответствующей натягу L0,1

В состоянии I-0 коэффициент запаса прочности болта составил Φ B = 0,37 для соединения с прокладкой ФГ_1, а в соединении с прокладкой ФГ_2 значение составило Φ В = 0,31. В случае нагрузки на прокладку эти значения составили Φ G = 0,26 и Φ G = 0,23 соответственно.На рис. 20 представлен пример распределения контактного напряжения, полученного с помощью измерительной пленки FUJI. Рис. 20 трех характерных точек прокладки, т. е. на внутреннем, среднем и внешнем диаметре. Согласно рис. 20 контактное напряжение по внутреннему и внешнему диаметру лучше соответствовало эталонному цвету 28 МПа.В случае среднего диаметра цвет пленки максимально соответствовал эталонному значению 35 МПа.

7 Итоги испытаний и расчетов

Результаты, полученные экспериментальными испытаниями, подтверждают, что предложенный метод аналитических расчетов позволяет с достаточной точностью достичь предполагаемого уровня герметичности соединения.

Расчетные значения крутящего момента удовлетворительным образом обеспечивают надлежащее натяжение болта (сравните F B 0 данные, рассчитанные аналитически и определенные экспериментально).Кроме того, эти значения обеспечивают предполагаемую степень герметичности соединения. Кроме того, установлено, что соединение нагружено оптимально, что подтверждается расчетными и проверенными значениями коэффициентов запаса.

На рис. 21 представлено сравнение коэффициентов безопасности, рассчитанных аналитически и численно, а также определенных экспериментально. Каждое значение было ниже допустимого уровня в соответствии с критерием (1). Другим аспектом, заслуживающим сравнения, является численно рассчитанное и экспериментально определенное распределение контактного напряжения. Сравнение обоих результатов представлено на рис. 22. Для лучшего сравнения обоих результатов карта представлена ​​в оттенках серого. Видно, что диапазон значений в обоих случаях считается вместе. В случае численного результата контактное напряжение составляло от 27 до 32 МПа, тогда как на карте пленки FUJI диапазон составлял от 28 до 35 МПа. Единственное противоречие между контактным напряжением, определенным для пленки FUJI и полученным численно, заключается в том, что в случае пленки FUJI контактное напряжение на внешнем диаметре уменьшается, что не соответствует численным результатам.

Рисунок 21

Перечень коэффициентов запаса прочности, рассчитанных аналитически и численно, а также определенных экспериментально L1.0

Каталожные номера

[1] EN 1591-1. Фланцы и их соединения. Правила проектирования круглых фланцевых соединений с прокладками. Часть 3. Расчет. 2014 г. Поиск в Google Scholar

[2] ESA-FSA «Руководство по использованию безопасных уплотнений — фланец и прокладка», часть 1: Руководство по техническому обслуживанию, поиск в Google Scholar

[3] EN 1591-4 Квалификация квалификации персонала при сборке болтовых соединений ответственных систем под давлением. 2014 г. Поиск в Google Scholar

[4] Кидам К., Хассин М. Х. «Повышение внутренней безопасности и предотвращение несчастных случаев в химической промышленности путем предотвращения аварий в прошлом», Journal of Chemical and Natural Resources Engineering 2008, стр. 75-86. Поиск в Google Scholar

[5 ] Sonnemans PJM, Korvers PMW «Аварии в химической промышленности» Journal of Loss Prevention in the Process Industry, 2006, стр. 1-12Search in Google Scholar

[6] Furtek A. Центр «Обзор опасных аварий на трубопроводах» передового опыта в Институте атомной энергии, 2004 г., Поиск в Google Scholar

[7] TA Luft «Первый общий административный регламент к федеральному закону о защите выбросов — техническое руководство по чистому воздуху» 24 июля 2002 г. Поиск в Google Scholar

[ 8] Нормы ASME для котлов и сосудов под давлением.Раздел VIII. Раздел 1. ASME. 2017Поиск в Google Scholar

[9] PN-EN 13445-3 Сосуды под давлением без огня. Часть 3: Конструкция. 2014-11/A4:2018Поиск в Google Scholar

[10] EN 13555. Фланцы и их соединения. Параметры прокладок и процедуры испытаний, относящиеся к правилам проектирования кольцевых фланцевых соединений с прокладками. 2014. Поиск в Google Scholar

[11] Абид М. «Сборка болтовых фланцевых соединений с прокладкой с использованием контроля крутящего момента методом предварительного натяга: подход FEM». Конференция по сосудам под давлением и трубопроводам ASME2013.Том 3: Дизайн и анализ. Париж. Франция. 14–18 июля. 2013. Поиск в Google Scholar

[12] Эстрада Х.. Парсонс И.Д. «Анализ прочности и герметичности по методу конечных элементов фланцевого соединения из стеклопластика». Международный журнал сосудов под давлением и трубопроводов. 76. 1999. 543-550. Поиск в Google Scholar

[13] Джоши Д. Махадеван П. «Неважность геометрической нелинейности при расчете фланцевого соединения с контактом металл-металл». Международный журнал сосудов под давлением и трубопроводов 84 (2007) 405–411.Поиск в Google Scholar

[14] Мурали М.. Шунмугам М. С. Сива Н. «Исследование герметичности болтового фланцевого соединения с прокладками с использованием анализа методом конечных элементов» Международный журнал сосудов под давлением и трубопроводов 84 (2007) 349– 357. Поиск в Google Scholar

[15] Валчак Р., Павлицкий Ю., Загурский А., Герметичность и материальные аспекты болтовых фланцевых соединений с нелинейными прокладками, Арх. Металл. Матер., Том. 61 (2016), № 3, с. 1409–1416. Поиск в Google Scholar

[16] Гжейда Р., Влияние нелинейности контактного слоя между элементами, соединяемыми в фланцевом болтовом соединении с предварительным натягом, на действующие усилия в болтах // Механика и машиностроение. 21, No. 3 (2017) p.541-548.Search in Google Scholar

[17] Sawa T., Tenma K., Kobayashi T., Kurosawa R., Анализ напряжений методом конечных элементов и оценка характеристик уплотнения в фланцевых соединениях с прокладкой коробчатой ​​формы, подвергающихся внутреннему давлению, J. Press. Vessel Techn., vol. 139, нет. 5, стр. 051202, авг.2017. Поиск в Google Scholar

[18] Цао Д.. Сюй Х. «Трехмерный анализ методом конечных элементов болтового фланцевого соединения с учетом нелинейности прокладки». ASME Сосуды и трубопроводы под давлением. Том 382. 1999 г., стр. 121–126. Поиск в Google Scholar

The Design-A-Flange System

Вам больше не нужно использовать фланец, если кто-то другой решил, какого размера отверстия, сколько и как они расположены. Заранее определенное решение, при котором у вас часто остается довольно много неиспользованных отверстий, теперь ушло в прошлое.

С помощью Design-A-Flange вы можете выбрать предварительно сконфигурированное решение или разработать собственное. Вы можете выбрать, какого размера проемы, сколько и где они должны быть размещены в раме, что позволяет получить полностью индивидуальное решение. Вы можете выбрать, хотите ли вы иметь систему, подходящую для сегодняшних потребностей, или такую, которая обеспечивает гибкость в будущем. Если вы захотите позже изменить конфигурацию вашей системы, это не проблема — вам нужно всего лишь заменить вкладыши.

Design-A-Flange и его взаимозаменяемые уплотнительные вставки представляют собой чрезвычайно гибкое фланцевое решение, позволяющее комбинировать различные типы уплотнений. Если наших водонепроницаемых и пыленепроницаемых мембранных уплотнений недостаточно, вы можете выбрать выбивную вставку и установить KLIKSEAL или кабельный сальник. Затем вы можете иметь анкерное крепление для тех кабелей, которые в этом нуждаются.Вы можете выбрать уровень защиты индивидуально для каждого кабеля и комбинировать разные уровни в одном фланце.

Можно даже вырезать мембранные уплотнители и установить в отверстия различные уплотняющие изделия. Это обеспечивает невероятную гибкость, поскольку у вас есть возможность адаптировать систему даже после установки, чтобы она соответствовала изменяющимся потребностям или новым установкам. Впервые вы можете разработать фланцевое решение, которое удовлетворит все ваши потребности — от размещения кабеля до типа уплотнения.

Расчет кольцевых фланцевых соединений на растяжение в трубчатых конструкциях

  • Участник

    БЕСПЛАТНО

  • Не член

    10 долларов.00

Цао, Цзюньцзе; Пакер, Джеффри А. (1997). «Проектирование кольцевых фланцевых соединений на растяжение в трубчатых конструкциях», Engineering Journal , Американский институт стальных конструкций, Vol.34, стр. 17-25.

Поскольку использование круглых стальных труб в различных конструкциях резко увеличилось в последние годы, соединения между трубами стали очень важными. Одним из наиболее важных и распространенных способов выполнения соединений, особенно полевых соединений, в трубчатых конструкциях являются болтовые круглые фланцы. Расчет такого соединения на общую силу осевого растяжения требует определения размеров фланцев, количества и расположения болтов.На основе предыдущих теоретических исследований и испытаний круглых фланцевых соединений в трубчатых конструкциях предлагается новый метод расчета этих соединений. Были разработаны расчетные таблицы, соответствующие проектной спецификации AISC LRFD, и их можно использовать для очень простого определения толщины фланца и количества болтов для соединения. Эти расчетные диаграммы составлены для одного сорта труб и одного сорта фланцев, но могут быть изменены для различных сортов материалов труб и фланцев, болтов A325 и A490, а также для различных уровней растягивающей нагрузки, приложенной к соединению.Было показано, что метод точен, надежен и прост в использовании.

  • Опубликовано: 1997, 1 квартал

Автор(ы)

Цзюньцзе Цао; Джеффри А.Упаковщик

Конструкция фланца гильзы — High Power Media

В этой статье я более подробно рассмотрю особенности конструкции фланца гильзы и то, что следует учитывать, чтобы попытаться не треснуть.

В принципе конструкция гильзы цилиндра не выглядит слишком сложной.Это более или менее обработанный цилиндрический компонент, часто с фланцем несколько большего диаметра, чтобы гильза удерживалась на правильной высоте. Но при ближайшем рассмотрении оказывается много вещей, которые могут привести к деформации как самого вкладыша, так и окружающей конструкции картера. В большинстве случаев, когда это происходит, двигатель полностью выходит из строя, поэтому гильза является критически важным компонентом двигателя.

Гильза цилиндра, начиная со своей функции, направляет поршень в его движении вверх и вниз, а также играет роль части камеры сгорания, удерживая сгорание внутри, а охлаждающую жидкость и масло снаружи.Кажется довольно простым, не так ли?

Однако при этом вкладыш будет взаимодействовать с рядом других компонентов, каждый из которых имеет особые требования к интерфейсу. Начнем с очевидного: герметизация камеры сгорания между головкой блока цилиндров и картером. В этом конкретном примере гильза с верхним стопором должна герметизироваться в двух местах: первая между верхней стороной гильзы и головкой блока цилиндров, а вторая — между фланцем гильзы и картером. И там, где первые почти без исключения используют прокладку между обеими частями, вторые почти никогда этого не делают.

Обычно фланец гильзы и прокладка головки блока цилиндров скрепляются между головкой блока цилиндров и картером с помощью болтов головки блока цилиндров. Эти болты создают значительные усилия, на которые могут влиять следующие конструктивные параметры:

  • Количество болтов. Чем больше болтов можно использовать в конструкции, тем меньшая нагрузка на болт будет воздействовать на гильзу, что приведет к меньшему перекосу по окружности полки гильзы.
  • Выступ фланца.Чем больше фланец гильзы выступает над верхней поверхностью картера, тем большему изгибу подвергается каждый цилиндр головки цилиндров, что приводит к высоким локальным нагрузкам на головку цилиндров и гильзу.
  • Диаметр прилегания прокладки головки к верхней поверхности гильзы. Это один из самых важных параметров конструкции. Большинство прокладок головки блока цилиндров имеют область, называемую компрессионным диаметром, где прокладка выполняет уплотняющую функцию; часто это особая форма прокладки. Когда этот диаметр равен или меньше наименьшего диаметра балкона фланца лайнера, изгибающая сила будет возникать на радиусе ниже фланца — одной из наиболее чувствительных областей лайнера.Поскольку диаметр сжатия поддерживается как можно меньшим, поскольку в противном случае давление сгорания, действующее на этот диаметр, может быть слишком высоким, всегда будет минимальная разница в диаметре.
  • Радиус под полкой гильзы. Там, где явно предпочтителен большой радиус, это автоматически приведет к большему диаметру фланца, поскольку поверхность сопряжения между гильзой и картером должна иметь определенную минимальную площадь, удерживая контактные давления в их механических пределах. Меньшие радиусы в области фланца могут привести к трещинам гильзы непосредственно под фланцем точно такого же радиуса.
  • Обработка поверхности радиуса фланца. Обработка поверхности часто добавляется к радиусу фланца. При дробеструйной обработке относительно небольшие объекты, часто в форме шара, ударяются о поверхность, где они вызывают пластическую деформацию поверхности, хотя и минимальную, что приводит к сжимающим напряжениям в основном материале. Это само по себе локально повышает базовую прочность материала, что приводит к улучшению механических свойств.Однако следует проявлять осторожность в отношении материалов для наклепа и давления, поскольку чрезмерное усердие также может привести к более раннему выходу компонента из строя.

В общем, в дизайне лайнера есть много простых и менее простых областей интереса. Некоторые области просты, в то время как другие требуют большей концентрации и глубины знаний. Поскольку гильза, как отдельная деталь в двигателе, до сих пор регулярно используется, инженеры будут продолжать попытки усовершенствовать их, делая их легче, но не слишком снижая их механические свойства.

Share This Post  : 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *