Андрей Смирнов
Время чтения: ~22 мин.
Просмотров: 0

Гост 12821-80. фланцы стальные приварные встык на ру от 0,1 до 20,0 мпа (от 1 до 200 кгс/кв.см). конструкция и размеры (с изменениями n 1, 2, 3, 4)

Содержание

Фланец – определение понятия

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

Разновидность фланцаф

Главное требование к соединению труб – герметичность: этот критерий как раз обеспечивает фланец. Он надежно стягивает детали, наделяет соединение надежностью, прочностью, возможностью использования в широком температурном диапазоне. Если осуществлять своевременное техническое обслуживание, фланцевое соединение прослужит долгие годы. Данный вид детали изготавливается согласно ГОСТ, поэтому к нему предъявляют особые требования.

Ряды

  • Если при заказе не оговорены особенности конструктивного исполнения присоединительных размеров (ряд 1 или 2), то изготовление фланца по умолчанию осуществляется в соответствии с рядом 2. Конструктивным отличием фланцев ряда 1 от фланцев ряда 2 является разное количество отверстий в нем под крепежные болты (шпильки) и их диаметры.
  • Например, фланец на Ду 300 мм и Ру 63 кгс/см2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 36 мм , а ряда 2—39 мм. Аналогично, фланец на Ду 80 мм и Ру 10 кгс/см2 ряда 1 имеет диаметр крепежного отверстия 18 мм с общим их количеством 8 шт., а ряда 2 соответственно — 18 мм и 4 шт. Поэтому эту особенность необходимо учитывать при заказе фланцев в качестве ответных под запорную арматуру.

Как производится фланцевое соединение?

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

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

Наглядный пример фланцевого соединения

Фланец можно сделать своими руками – такая деталь отлично подойдет на точило для станка по заточке предметов.

Инструменты для производства соединения

Чтобы самостоятельно осуществить соединение двух деталей трубы, необходимо подготовить инструменты. В основном это оборудование, предназначенное для закручивания болтовых соединений по окружности фланцев:

  • ручной ключ;
  • накидной ключ;
  • пневматический гаечный ударный ключ;
  • гидравлический динамометрический ключ;
  • болтовой натяжитель гидравлического типа.

Состыковка на трубах

Кроме этого потребуется специальная смазка, которая наносится на обе поверхности, чтобы избежать трения деталей и обеспечить легкость крутящего момента. Последовательность работы проста: сначала закручивают первый болт, потом переходят к закрутке того, который находится по диагонали на 180 градусов от первого. Далее переходят к болту, расположенному под углом 90 градусов от второго, а от него – к противоположному.

Советы от мастеров

Существует ряд полезных рекомендаций от профессиональных мастеров, которые помогут с первого раза справиться с фланцевым соединением:

  1. Если детали имеют по 4 отверстия, то затягивать болты необходимо накрест.
  2. Поверхностную часть конструкции необходимо обязательно обезжирить и проверить на предмет коррозии и ржавчины.
  3. Рекомендуется использовать только новые уплотнительные прокладки, при этом устанавливать их нужно строго по центру.
  4. Сила затяжки болтов должна быть равномерной – только так можно обеспечить надежное и герметичное фланцевое соединение.

Соединенные трубы с фланцами

Чтобы в будущем снять фланец используются специальные станки, которые помогают расточить его и разжать болты. Извлечь детали вручную затруднительно, поэтому применяются пневматические инструменты.

Соединение труб с помощью фланцев является удобным и надежным видом состыковки двух деталей. Оно помогает в будущем осуществить ремонт трубопровода путем изъятия соединительных элементов, тогда как сварка не позволит осуществить данную процедуру. Подбирается он в точном соответствии с условиями работы, температурой и диаметром трубы.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОЕДИНИТЕЛЬНЫМ ЧАСТЯМ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИИ

1. Технические
требования к прокладкам

1.1. Прокладки
должны изготовляться только из цельных заготовок.

1.2. Твердость
материала для изготовления кольцевых прокладок должна быть не более для:

углеродистой
стали — 107 НВ;

качественной
стали — 131 НВ;

углеродистой
стали — 160 НВ.

Твердость
рекомендуемых материалов прокладок должна соответствовать приведенным в табл. .

Обозначение материала прокладки

Марка стали, обозначение стандарта

Твердость по Бринеллю, не более

У1

Сталь 0 ГОСТ 380

107

Ст 08кп ГОСТ
1050

98

У2

Ст 20 ГОСТ
1050

127

Ст 08 ГОСТ
1050

109

К1

12´18Н9Т ГОСТ
5632

160

К3

10´17Н13М3Т ГОСТ
5632

160

Примечания

1. Прокладки У1 и У2 предназначены для не
коррозионностойкого оборудования.

2. Прокладки К1 предназначены для оборудования,
работающего в условиях скважинкой среды с объемным содержанием СО2
до 6% прокладки К3 предназначены для оборудования, работающего в условиях
скважинной среды с объемным содержанием СО2 и H2Sдо 25%.

1.3. Разность твердости материала прокладок и
фланцев или поверхности канавок фланцев, контактирующих с прокладками, должна
быть не менее 50 единиц по Бринеллю, если в нормативно-технической документации
на продукцию не оговорена другая норма.

1.4. Прокладки
из нелегированмых сталей должны изготовляться с покрытием.

Вид покрытия —
кадмиевое или цинковое по ГОСТ
9.301.

Толщина
покрытия — 5-13 мкм.

1.5.
Уплотнительные поверхности прокладок не должны иметь следов коррозии,
загрязнений, забоин, царапин, вмятин и других дефектов.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ШПИЛЬКАМ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИИ

2.1. Шпильки
следует изготовлять из сортового проката или поковок.

2.2.
Механические свойства материала заготовок или готовых шпилек в термически
обработанном состоянии должны соответствовать указанным в табл..

Тип фланцевого соединения

Предел текучести, Н/мм2

Временное
сопротивление, Н/мм

Относительное удлинение, %

Ударная вязкость,

Дж/см2

не менее

1

637

785

13

59

2

722

785

16

59

Для
оборудования исполнений ХЛ и УХЛ по ГОСТ
15150 значение ударной вязкости материала шпилек после термообработки
должно быть не ниже KCV20 Дж/см2 при температуре минус 60°С. Ударную
вязкость проверяют при выборе материала и режима термообработки.

2.3. Резьба
метрическая — по ГОСТ
24705 с полем допуска 6 g
по ГОСТ
16093, сбег резьбы нормальный — по ГОСТ
27148; резьбу рекомендуется изготовлять со скругленной впадиной — по ГОСТ
9150.

2.4. Шпильки
должны изготовляться с покрытием. Вид покрытия — кадмиевое с хроматированием по
ГОСТ
9.301.

Толщина
покрытия — 9-12 мкм. По согласованию с потребителем допускается другой вид
металлического покрытия.

2.5. Защитные
покрытия должны быть однородными, пузыри и отслаивания ке допускаются.

2.6.
Требования к шероховатости обработанных поверхностей под покрытия — по ГОСТ
9.301.

2.7. Остальные
технические требования — по нормативно-технической документации на
оборудование, укомплектованное шпильками.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГАЙКАМ

3.1. Гайка
следует изготовлять из сортового и калиброванного проката, поковок или
штамповок.

3.2.
Механические свойства гаек должны соответствовать указанным в табл. .

Тип фланцевого
соединения

Напряжение от
пробной нагрузки, МПа, не менее

Твердость по
Бринеллю, не более

1

800

302

2

1000

353

Напряжение от пробной нагрузки проверяют при выборе
материалов и термообработки. Метод испытания — в соответствии с ГОСТ
1759.5.

3.3. Резьба
метрическая по ГОСТ
24705 с полем допуска 6Н по ГОСТ
16093, сбег резьбы нормальный по ГОСТ
27148, форма впадин резьбы рекомендуется со скруглением по ГОСТ
9150.

3.4. Гайки
должны изготовляться с покрытием. Вид покрытия — кадмиевое с хроматированием по
ГОСТ
9.301. Толщина покрытия — 9-12 мкм.

По
согласованию с потребителем допускается другой вид металлического покрытия. В
этих случаях в условное обозначение гайки добавляется обозначение вида покрытия
по ГОСТ
1759.0.

3.5. Защитные
покрытия должны быть однородными, пузыри и отслаивания не допускаются.

3.6.
Требования к шероховатости обработанных поверхностей под покрытия — по ГОСТ
9.301.

3.7. Остальные
технические требования — по нормативно-технической документации на
оборудование, укомплектованное гайками.

Конструктивные особенности фланцев

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

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

Пример чертежа

Деталь пользуется спросом при сборке трубопровода из-за простоты и скорости работы. Пользователю необходимо вставить фланец на трубу нужного диаметра, после чего прикрутить к такому же приспособлению на другой трубе, если осуществляется состыковка двух деталей. Зачастую производители труб уже оборудуют изделие фланцем на конце, что упрощает работу. Ремонт фланцев требуется тогда, когда на поверхности присутствуют дефекты или нарушена герметизация стыка.

Производство фланцев из различных заготовок

Технологические возможности нашего предприятия позволяют производить фланцы и иные детали вращения с Ду от 200 до 3000 мм (фланцы Ду, Dn до 3000) массой до 7 тонн.

Фланцы из отливок

Наша установка центробежного электрошлакового литья обеспечивает высокое качество литого металла с помощью рафинирования при электрошлаковой плавке. Мех. свойства заготовок при всем этом не проигрывают кованым в прочности, но превосходят их по характеристикам ударной вязкости и пластичности.

Фланец из штампованных заготовок

Стальные заготовки для фланцев могут быть получены технологией горячей штамповки

Важное преимущество данного метода производства заключается в невысокой цене фланцев и малости времени выработки фланцев.

Изготовление фланцев из поковки

Изготовим из поковок воротниковые фланцы, фланцы сосудов и аппаратов, фланцы больших условных проходов. Фланцы из поковок изготавливаются по предварительной заявке.

Контроль качества фланцев

Проводим указанные пункты контроля свойств фланцев:

  • макро- и микроструктура;
  • геометрический контроль;
  • входящий, исходящий контроль химического состава;
  • механические показатели стали (свойства).

Размеры фланцев свободных. Конструирование свободных фланцев

Конструирование фланцев свободных на наконечнике с конической втулкой (находим размеры свободных фланцев на приварном встык кольце) начинают с назначения размеров конической втулки:

sH/s = 2; i =1/3 для фланцев свободных Dв. ф ≤ 250 мм;

sH/s = 2; i =1/5 для свободных фланцев Dв. ф > 250 мм.

Далее назначают толщину концевого бурта под фланец свободный: lб. н = sH.

Радиус галтели r в основании конической втулки по зависимости (5).

Наружный диаметр бурта наконечника под фланец свободный

Dн. б = Dв. ф + 2(sH + r + Δб) мм,

где Δб = 3…5 мм — ширина кольцевой площадки для опоры кольца фланца свободного, равная 3 при Dв. ф ≤ 500 мм и 5-ти при Dв. ф > 500 мм.

Малая масса бурта наконечника и основная роль конической втулки в сопротивлении наконечника деформации позволяет пренебречь выступающей частью бурта под свободный фланец при назначении прочных размеров втулки. Расчёт сводится к выполнению условия:

σв. б = 6 Мб. н / sH2 ≥ 1,2.

Здесь Мб. н — интенсивность момента, приложенного к бурту наконечника:

Мб. н = (Qпр / π)⋅(Dн. б — Dв. ф)/ Dв. ф,

где Qпр определяется по выражению (2а).

Фланцы ASME 16.5, ASME 16.47 изготовление по стандартам

Фланцы с условным диаметром от 1/2 до 24 дюймов. The ASME B16.5 — 1996 Pipe Flanges and Flange Fittings standard covers pressure-temperature ratings, materials, dimensions, tolerances, marking, testing, and methods of designating openings for pipe flanges and flanged fittings.The standard includes flanges with rating class designations 150, 300, 400, 600, 900, 1500, and 2500 in sizes NPS 1/2 through NPS 24, with requirements given in both metric and U.S units. The Standard is limited to flanges and flanged fittings made from cast or forged materials, and blind flanges and certain reducing flanges made from cast, forged, or plate materials. Also included in this Standard are requirements and recommendations regarding flange bolting, flange gaskets, and flange joints.

Фланцы ASME/ANSI B16.47 с размерами от NPS 26 дюймов до NPS 60 дюймов и с условным давлением Class 75, 150, 300, 400, 600 и 900 psi. Под стандарт подпадают фланцы, изготовленные литьем и ковкой, а также стальные фланцевые заглушки и фланцевые фитинги (литые, кованые и из листовой стали). Стандарт ASME B 16.47 — разработан на стальные фланцы больших диаметров (от 26″ до 60″). Давление Class 150-900. Фланцы типов: Welding Neck (воротниковый) серия A и Вlind (заглушка).

Фланцы воротниковые большого условного диаметра (26 — 60 дюймов). This Standard covers pressure-temperature ratings, materials, dimensions, tolerances, marking, and testing for pipe flanges in sizes NPS 26 through NPS 60 and in ratings Classes 75, 150,0300, 400, 600, and 900. Flanges may be cast, forged, or plate (for blind flanges only) materials. Requirements and recommendations regarding bolting and gaskets are also included.

Технологические.

Эти характеристики связаны с особенностями производства (из каких заготовок и по каким технологиям выполняется фланец).

Круглые и квадратные фланцы. В настоящее время выпускается небольшое количество задвижек, клапанов и т. п. трубопроводной арматуры, имеющей в качестве присоединительного узла фланец квадратный. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12815-80 до давления условного Ру 4 МПа (40 кгс/см2) предусмотрены по конструкции фланцы как круглые, так и квадратные. При заказе квадратных фланцев необходимо помнить, что существует прямая зависимость диметра фланца от условного давления: чем выше давление, тем меньшего диаметра фланец можно произвести (табл. 2).

Ру, кг/см2 1,0; 2,5; 6,0 10,0; 16,0 25,0; 40,0
Ду, мм 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50

Высота выступа

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

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

С выступом и впадиной

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

Марки материала

  • Последней отличительной конструктивной характеристикой фланца является используемый материал. Фланцы могут изготавливаться из углеродистых и легированных сталей, а также из нержавеющих сталей. В настоящее время для изготовления фланцев используют большое количество марок стали, наибольшее распространение из которых получили ст.20, СТ.09Г2С, ст.15Х5М и ст.12Х18Н10Т.
  • Марки стали подбираются с учетом использования фланцев на данную рабочую температуру, условное давление и транспортируемую среду в трубопроводе. Требования на марку стали фланца в зависимости от рабочего давления и температуры среды приведены в ГОСТ 12816-80 (табл. 1).
  • Крепеж — это детали для неподвижного соединения частей машин и конструкций. К ним обычно относят детали соединений: болты, винты, шпильки, гайки, шурупы, глухари, шплинты, шайбы, заклепки, штифты и многое другое.
    • Крепежные изделия принято делить на две основные группы:
      • 1. Общепромышленный — крепеж, применяемый практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства, не обладающий узкими специализированными характеристиками.
      • 2. Крепеж специального назначения — характеризуется узкоспециализированной областью применения (например, автомобильный, железнодорожный, и др.).
Крепеж
Специальный Общепромышленный
Автомобильный
Строительный
Железнодорожный
Другие

Для таких изделий свойственна четкая направленность на применение в конкретной области или даже продукции (механизмы, изделия и т. п.), обусловленная специальными характеристиками.

Фланцевый крепеж — предназначен для соединения деталей трубопроводов.
К деталям фланцевого крепежа относятся: болт, шпилька, гайка, шайба.

Этим деталям даны следующие определения:

  • Болт — крепежная деталь для разъемного соединения частей машин и сооружений в виде стержня с резьбой на одном конце и шести- или четырехгранной головкой на другом.
  • Гайка — деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой. Крепежная гайка в резьбовом соединении навинчивается на конец болта или шпильки или же на резьбовой участок вала, оси для закрепления от осевого перемещения сидящих на них деталей — подшипников качения, шкивов и т. п.
  • Шайба — деталь, подкладываемая под гайку или головку винта. Шайбы общего назначения применяют для увеличения площади опоры, если опорная поверхность из мягкого материала или неровная, а также, если отверстие под винт продолговатое или увеличенного диаметра. Косую и сферические шайбы используют для устранения перекоса гайки или головки винта при затяжке. Быстросъемную шайбу применяют в приспособлениях для экономии времени на снятие обработанной детали и установку новой. Уплотнительную шайбу из мягкого материала ставят под головку резьбовой пробки для обеспечения герметичности соединения. Пружинная шайба уменьшает опасность самоотвинчивания винтов или гаек благодаря силам упругости сжатой шайбы. Стопорная (запирающая) шайба путем отгибания ее частей устраняет возможность поворота гайки или винта относительно опорной детали или вала. Концевые шайбы препятствуют осевому перемещению вдоль вала неподвижно закрепленных или вращающихся на валу деталей.
  • Шпилька — крепежная деталь, представляющая собой металлический стержень с резьбой на обоих концах. Конец шпильки ввинчивается в одну из соединяемых деталей, а другая деталь прижимается к первой при навинчивании гайки на другой конец шпильки. Возможно также соединение деталей шпилькой, на концы которой навинчивают гайки. Существует большое количество нормативных документов, в которых сформулированы технические требования к крепежу. Например, требования к крепежу, используемому во фланцевых соединениях, изложены в ГОСТ 20700-75. Эти требования обусловлены условиями эксплуатации: рабочим давлением, характеристиками среды и т. д. Конструкция и размеры крепежных изделий регламентируются в ГОСТ 9064-75,9065-75, 9066-75.

4.1 Общие положения

4.1.1 Основныеиприсоединительныеразмерыфланцевдолжнысоответствоватьзначениям, приведеннымнарисунках-ивтаблицах- . Этиразмерыотносятсякготовымизделиямине включаютвсебяприпускнаобработку. Фланцыноминальнымдиаметромот
10 до 40
ммвключительно (см. таблицы- ) могутбытьприсоединеныспомощьюбыстроразъемныхвакуумныхсоединений размерамипоИСО 2861-1 [].

Диаметррасточкифланцевиразмерыиспользуемыхтрубприведеныв. ПредельныеотклоненияразмеровфланцевпоИСО 286-2 [].

4.1.2 Дляобеспечениявзаимозаменяемостифланцыдолжныбытьсмонтированытак, чтобы
отверстиядляболтовбылирасположенынаодинаковыхрасстоянияхдруготдругасимметричноглавнойоси.

Из чего производят деталь?

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

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

Данные марки являются самыми используемыми, однако кроме них производители применяют другое сырье. Существуют полипропиленовые модели – они предназначены для стыковки полипропиленовых труб с металлической запорной арматурой. Рабочая температура у такого материала значительно ниже — +80 градусов. К ним в комплекте могут продавать бурт под фланец – специальную деталь для создания фланцевого соединения из полипропилена.

Полипропиленовый фланец

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

Конструктивные.

Основой этой группы характеристик является конструкция фланца. На территории Российской Федерации и стран СНГ наибольшее распространение получили три фланцевых стандарта:

  • ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.
  • ГОСТ 12821-80 — фланец стальной приварной встык.
  • ГОСТ 12822-80 — фланец стальной свободный на приварном кольце.

Фланцы по трем наиболее распространенным стандартам, упомянутые выше, предназначены для соединения трубопроводной арматуры и оборудования.
В силу конструктивных особенностей условия монтажа этих фланцев различаются.

  • Фланец стальной плоский приварной. При монтаже фланец «надевается» на трубу и приваривается двумя сварными швами по окружности трубы.
  • Фланец стальной приварной встык. Монтаж такого фланца по сравнению с плоским приварным фланцем предусматривает только один соединительный сварной шов (при этом необходимо соединить встык торец трубы и «воротник» фланца), что упрощает работу и сокращает временные затраты.
  • Стальной свободный фланец на приварном кольце

    Кроме того, положительным является то, что при подборе свободных фланцев под трубу из нержавеющей стали, в целях экономии, допускается использование кольца из нержавеющей стали, а фланца — из углеродистой (табл. 1).

    состоит из двух частей — фланца и кольца. При этом, естественно, фланец и кольцо должны быть одного условного диаметра и давления. Такие фланцы отличаются по сравнению с вышеперечисленными удобством монтажа, т. к. к трубе приваривается только кольцо, а сам фланец остается свободным, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий свободного фланца с болтовыми отверстиями фланца арматуры или оборудования без поворота трубы. Они часто используются при монтаже трубопроводной арматуры и оборудования в труднодоступном месте или при частом ремонте (проверке) фланцевых соединений (например, в химической промышленности).

Тип фланца Параметры среды Марка материала
Давление условное Ру, кг/см2 Температура К (°С) Фланец
Стальной плоский приварной ГОСТ 12820-80 от 1 до 25 от -30 до 300 Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
от -70 до 300 09Г2С по ГОСТ 19281-89, 10Г2 по ГОСТ 4543-71
от -30 до 300 Стали 20, 25 по ГОСТ 1050-88
от -40 до 300 15ХМ по ГОСТ 4543-71
от -40 до 300 12Х18H9Т по ГОСТ 7769-82
Стальной приварной встык ГОСТ 12821-80 от1 до 25 от -30 до 300 Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
от 1 до 100 от -40 до 425 Стали 20, 25 по ГОСТ 1050-88
от 1 до 200 от -30 до 450
от -40 до 450 15ХМ по ГОСТ 4543-71
от -40 до 300 5Х18Н12С4ТЮ (типа) ГОСТ 5632-72
от -70 до 300
от -70 до 350 09Г2С по ГОСТ 19281-89 10Г2 по ГОСТ 4543-71
от -40 до 400 06ХН28МДТ (типа ЭИ-945) по гОСТ 5632-72
от -70 до 400
от -40 до 450 12Х18Р9Т 10Х17Н13М3Т (типа ЭИ-432) по ГОСТ 5632-72
от -40 до 510 15Х5М по ГОСТ 5632-72
от -80 до 600 12Х18Н9Т по ГОСТ 5632-72
от -253 до 600 10Х17Н13М3Т (типа ЭИ-432) по ГОСТ 5632-72
Стальной свободный на приварном кольце ГОСТ 12822-80 от 1 до 25 от -30 до 300 Ст3сп не ниже 2-й категории по ГОСТ 535-88
  • Помимо этих трех стандартов следует особо выделить фланцы, изготавливаемые по чертежам заказчика (нестандартные фланцы). В отличие от первых трех вышеупомянутых фланцев данная конструкция не является постоянной и может изменяться в зависимости от ожиданий и требований клиента. Такие фланцы являются индивидуальными и служат для удовлетворения любых потребностей заказчика.
  • Фланцы, изготовленные по зарубежным стандартам, отличаются от российских конструктивно. Среди импортных, наибольшее распространение в России получили фланцы, выполненные по немецким стандартам DIN (стандарт принят по всей Европе) и американским ANSI.
Отличительные характеристики фланцев
Конструктивные Технологические
Диаметр условного прохода Ду
Условное давление Ру
Исполнение с 1 по 9
Ряд 1 или 2
Круглый (квадратный)
Материал Ст. 20
Ст. 09Г2С
Ст. 15X5M
Ст. 08Х18Н10Т (12Х18Н10Т)
Другие
Конструкция Фланцы стальные плоские приварные ГОСТ 12820-80
Фланцы стальные приварные встык ГОСТ 12821-80
Стальной свободный на приварном кольце ГОСТ 12822-80
Зарубежный стандарт
Нестандартные
Фланцы по другим российским стандартам

К фланцам по другим российским стандартам относятся такие как: фланцы стальные резьбовые, фланцы сосудов и аппаратов, фланцы изолирующие для подводных трубопроводов. Они отличаются от вышеупомянутых по конструкции и областям применения.

Также к конструктивным особенностям относятся (на примере трех наиболее распространенных ГОСТов):

  • Условный проход. Обозначается как Ду и измеряется в мм.
  • Условное давление. Обозначается как Ру и измеряется в кгс/см2.
  • Исполнение с 1 по 9. Определяет вид поверхности под прокладку.
  • Материал (представлен российскими марками стали).

Размеры фланцев для ANSI 300

(DN) Диаметр номинальный ДУ (дюймы) Класс ANSI 300
(A) Диаметр фланца (дюймы) Кол-во отверстий Диаметр болтов (дюймы) (d) Диаметр отверстий под болты (дюймы) (D1) Окружность центров болтов(дюймы)
1/4 3-3/8 4 1/2 0.62 2-1/4
1/2 3-3/4 4 1/2 0.62 2-5/8
3/4 4-5/8 4 5/8 0.75 3-1/4
1 4-7/8 4 5/8 0.75 3-1/2
1-1/4 5-1/4 4 5/8 0.75 3-7/8
1-1/2 6-1/8 4 3/4 0.88 4-1/2
2 6-1/2 8 5/8 0.75 5
2-1/2 7-1/2 8 3/4 0.88 5-7/8
3 8-1/4 8 3/4 0.88 6-5/8
3-1/2 9 8 3/4 0.88 7-1/4
4 10 8 3/4 0.88 7-7/8
5 11 8 3/4 0.88 9-1/4
6 12-1/2 12 3/4 0.88 10-5/8
8 15 12 7/8 1 13
10 17-1/2 16 1 1.12 15-1/4
12 20-1/2 16 1-1/8 1.25 17-3/4
14 23 20 1-1/8 1.25 20-1/4
16 25-1/2 20 1-1/4 1.38 22-1/2
18 28 24 1-1/4 1.38 24-3/4
20 30-1/2 24 1-1/4 1.38 27
24 36 24 1-1/2 1.62 32

Стандартные размеры фланцев по ГОСТ оптимальны

Размеры фланцев при конструировании определяются основана на целесообразности размеров фланцев ГОСТ или фланцев по другим основным стандартам и плотности таких стандартных фланцевых соединений. Ведь естественным является предположение, что советские и российские конструкторы не зря выбрали те или иные размеры фланцев для определённых Ду и Ру.

При неточном методе расчёта размеров фланцев и недостаточном учёте всех параметров невозможно создать надёжное и наименее металлоёмкое фланцевое соединение.

Методика такого конструирования позволяет обойтись без сложных расчётов фланцев решить следующие проблемы:

Размеры фланца для новых Ду и Ру

Пусть рассчитаны размеры фланца первого для определённых Ду и Ру. При этом первый фланец может быть как стандартным фланцем по ГОСТ, так и нестандартным. Назначается нагрузка, которой первый фланец не удовлетворяет.

Требуется определить размеры фланца второго, удовлетворяющего вновь назначенной нагрузке.

Размеры фланца стального из нового материала

Пусть также имеются рассчитанные размеры фланца стального.

Требуется определить достаточно прочные размеры фланцы из материала, не предусмотренного стандартом на Ду, Ру фланцев и усилие болтов, заданных в условиях.

ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И КРЕПЕЖ. Обзор, общие сведения.

Фланцевые соединения, состоят из:

  • Собственно фланца;
  • комплекта крепежных изделий (шпильки, гайки, шайбы);
  • прокладки(паронитовые, фторопластовые, из терморасширенного графита, стальные и др.).

Фланцевое соединение удобно при монтаже и пользуется огромным спросом. Существует большое количество аспектов подбора фланцевых соединений, с вопросами о которых стоит обращаться только к специалистам.

Что такое фланец и для чего он нужен?
Фланец — деталь трубопровода, предназначенная для монтажа отдельных его частей, а также для присоединения оборудования к трубопроводу.

Области применения
Фланец применяется при монтаже трубопроводов и оборудования практически во всех отраслях. Разнообразие материалов, из которых изготавливаются фланцы сегодня, позволяет использовать эту продукцию в качестве соединительных деталей трубопровода практически при любых условиях внешней среды (температуре, влажности и т. д.) и в соответствии со средой, проходящей по трубопроводу (в том числе и агрессивной).

4.2 Номинальный диаметр

4.2.1 Фланцыидентифицируютпозначениямноминальныхдиаметров, приведеннымвтаблицах- .

Номинальныйдиаметрнеимеетединицыизмерения.

4.2.2 Номинальныедиаметрыфланцев, принадлежащиекпредпочтительнымчисламосновных рядовпоГОСТ 8032, следующие

— R5 — 10, 16,
25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000;

— R10 — 10,0; 16,0;
20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100,0; 160,0; 200,0; 250,0; 320,0;
400,0; 500,0; 630,0; 800,0; 1000,0.

Номинальныйдиаметр 12,5 неиспользуют.

4.2.3 Номинальнымдиаметрам 63, 160, 200, 250 и 630
мм, приведеннымвтаблицах- , должны
соответствоватьвнутренниедиаметры 70, 153, 213, 261 и 651
мм.

Номинальныйдиаметр 31,5 округляютдо 32,0.

ПримечаниеВобоснованныхслучаяхдопускаетсяизготавливатьфланцысноминальнымидиаметрамиосновных (R20
иR 40) идополнительныхрядовпредпочтительныхчиселпоГОСТ 8032.

5.1 Неподвижные фланцы

Основныеиприсоединительныеразмерынеподвижныхфланцевприведенынарисунке 1 ивтаблице 1.

Рисунок 1
Неподвижныйфланец

Таблица 1

Размерывмиллиметрах

Номинальный

диаметр

D

D1

D2*

D3

D4

D5**

d

(H 13)

Болт

С

h

α

b

(js 16)

Номин.

Пред.

откл.

d1

n

10

55

40

12,2

+0,2

0,0

10

30

22

6,6

6

4

0,6

2,5

90,00°

8

16

60

45

17,2

16

35

32

20

65

50

22,2

21

40

37

25

70

55

26,2

24

45

42

32

90

70

34,2

34

55

53

9,0

8

1,0

40

100

80

41,2

41

65

58

12

50

110

90

52,2

51

75

70

Окончаниетаблицы 1

Размерывмиллиметрах

Номинальный

диаметр

D

D1

D2*

D3

D4

D5**

d

(H 13)

Болт

С

h

α

b

(js 16)

Номин.

Пред.

откл.

d1

n

63

130

110

70,0

Н11

70

95

88

9,0

8

4

1,0

4,5

90,00°

12

80

145

125

83,0

83

110

103

8

45,00°

100

165

145

102,0

102

130

126

125

200

175

127,0

127

155

149

11,0

10

16

160

225

200

153,0

153

180

176

200

285

260

213,0

213

240

232

12

30,00°

250

335

310

261,0

261

290

286

320

425

395

318,0

318

370

365

14,0

12

2,0

20

400

510

480

400,0

400

450

450

16

22,50°

500

610

580

501,0

501

550

550

630

750

720

651,0

651

690

690

20

18,00°

24
I

800

920

890

800,0

800

860

860

24

15,00°

1000

1120

1090

1000,0

1000

1060

1060

32

11,25°

* Диаметр D2 на глубине h предназначен
для установки центрирующего кольца.

** Диаметры D и
D5ограничивают поверхность расположения головок
болтов, гаек и шайб.

Выбор стали для фланцев

Фланцы для трубопроводов невысоких требований к эксплуатационным характеристикам изготавливаются из следующих сталей:

  • 20ФА — фланцы 20ФА;
  • 3, 20 (ASTM A 105 Gr1, A 106 GrA, B, A 659 CS Type 1020, A 794 CS Type 1020, EN 1.1151, AISI 1020, DIN C22E) — фланцы из углеродистой стали.

Фланцы хладостойкие с легкой свариваемостью из стали 09Г2С (ASTM A 516-65, A 561 Gr70, A 516-55, A 516-60) (конструкционная низколегированная для сварных конструкций) — фланцы для криогенных температур и суровых зимних климатических условий.

Жаропрочные фланцы, подверженных высокой температуры внешней и внутренней среды, изготавливаются из сталей:

  • 10Х11Н23Т3МР — жаропрочные фланцы из высоколегированной стали;
  • 15Х5М (американские аналоги: A 193 Grade B5, A 182 Grade F5) — жаропрочные фланцы из низколегированной стали мартенситного класса;
  • 13ХФА.

Предлагаем фланцы из коррозионно-стойких сталей. Фланцы из данных марок сталей могут эксплуатироваться на химических объектах:

  • 10Х17Н13М2Т (UNS S31635, AISI 318, 316H, 316Ti, DIN EN X10CrNiMoNb18-12, 1.4583, 1.4571, X10CrNiMoTi18-12, X10CrNiMoTi18-10, X6CrNiMoTi17-12-2) — фланцы жаропрочные нержавеющие;
  • 08Х18Н10Т (AISI 321, UNS S32100, DIN EN 1.4878, 1.4541, X6CrNiTi18-10, X12CrNiTi18-9, X10CrNiTi18-9) — жаропрочные фланцы нержавеющие;
  • 10Х17Н13М3Т (UNS S31635, DIN X10CrNiMoTi18-12, 1.4573, GX3CrNiMoCuN24-6-5, AISI 316Ti) — жаропрочные нержавеющие фланцы;
  • 10Х11Н23Т3МР — жаропрочные фланцы нержавеющие;
  • 12Х18Н10Т (AISI 321) — фланцы из аустенитной стали, фланцы нержавеющие криогенные для эксплуатации в разбавленных растворах уксусной, фосфорной, азотной кислот, растворах солей и щелочей при температуре от -196 до +600 °С под давлением, фланцы с неограниченной свариваемостью;
  • 06ХН28МДТ (DIN 1.4563, UNS N08028) — фланцы жаропрочные нержавеющие;
  • 14Х17Н2 (AISI 431, DIN X20CrNi72, X22CrNi17) — фланцы нержавеющие жаропрочные;
  • 20Х13 (AISI 420, ASTM A 580 420, A 276 420) — нержавеющие жаропрочные фланцы.

Таким образом, применение сталей различных марок дает нам возможность производить фланцевые соединения для разных эксплуатационных условий: фланцевые соединения для химически активных сред, для трубопроводов высокого давления, для высоких и низких температур эксплуатации.

Укомплектуем фланцами запорно-регулирующую трубопроводную арматуру

Присоединительные фланцы арматуры должны крепиться к ответным приварным фланцам трубы. Компания «Метизно-фланцевый завод» комплектует фланцевые задвижки, клапаны, заслонки, краны, вентили и другое трубопроводное оборудование стандартными и специальными фланцами.

Укомплектуем фланцами клапаны, трубозапорную и регулирующую арматуру различных типов и запорно-регулирующие поворотные дисковые затворы.
Комплектуем клапаны фланцами:

  • контрольные клапаны;
  • регулирующие клапаны, дроссельные и отсечные;
  • комбинированные невозвратные и запорные клапаны.

А также укомплектуем фланцами поворотные возвратные заслонки типов RZI и RZN с Dn от 500 до 3000 мм, давлений Pn 2.5, 6, 10, 16, 25, 40, классы давления ANSI 150, 300, эксплуатируемых в температурном диапазоне от −50 С до +200 °С.

Изготовим фланцы для ответственных узлов и трубопроводов. Произведём комплектующие и соберём фланцевый узел по сборочным чертежам.

Заключение

Интересные идеи инженеров прошлого можно и нужно применять и в современных условиях высокоразвитого промышленного производства. Человек, обращающийся к своей истории, не сделает многих ошибок, которые он мог по незнанию повторить за предшественниками. А так как инженер – специальность творческая, где же искать источник вдохновения, как ни в достижениях талантливых людей, определявших развитие своего времени.

Список литературы

  1. Кучер И. М., Кучер А. М. Модернизация и автоматизация станков.. – М. : Машгиз, 1958.
  2. Митрофанов С. П. Научные основы групповой технологии.. – Л. : Лениздат, 1959.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации