Понимание различных типов фланцев и их применения

Различные типы фланцев можно классифицировать в зависимости от их применения и материала, используемого при их изготовлении. Фланцы представляют собой кованые кольца различных форм и размеров, являющиеся неотъемлемыми компонентами многих промышленных применений. Фланцы часто бывают резьбовыми или приварными. Их основное применение - соединение труб, насосов, клапанов и другого оборудования для обеспечения работы трубопровода.

Соединение фланцев между собой предполагает их болтовое соединение с использованием прокладок для создания уплотнения, обеспечивающего легкий доступ к системе труб. Это обеспечивает надежное герметичное соединение в тех случаях, когда жидкости или газы передаются при высоком давлении или температуре. Выбор идеального варианта может сначала показаться непосильной задачей из-за большого количества опций и характеристик. По этой причине в данной статье мы рассмотрим особенности различных типов фланцев, чтобы предоставить информацию для всех, кто занимается трубопроводами и системами обработки жидкостей. Мы рассмотрим их уникальные конструкции, способы применения, преимущества и факторы, которые следует учитывать при выборе подходящего фланца для различных промышленных применений.

Основные компоненты фланцев

Фланцы изготавливаются в соответствии с ASTM и ASME Стандарты. Они являются вторым по распространенности способом соединения после сварки. Фланцы устанавливаются путем сварки, привинчивания или притирки.

Фланцевая поверхность

Она относится к области контакта с прокладкой, используемой для уплотнения. Как правило, прокладка располагается между двумя противоположными поверхностями фланца. Примерами фланцевых поверхностей являются:

• Плоская поверхность (FF): Вся поверхность плоская, похожа на фланец с рельефной поверхностью (RF), но без рельефной зоны. Это означает, что при сопряжении двух фланцев вся поверхность соприкасается с прокладкой.
• Поднятое лицо (RF): Это самый распространенный тип фланцев. Его называют "приподнятым", поскольку приподнятая поверхность такого фланца находится над окружностью болта, на котором располагается прокладка.
• Кольцевое соединение (RTJ): Этот тип имеет металлическое кольцо с глубокой канавкой, прорезанной в его поверхности. В процессе затягивания болтов металлическое кольцо в канавке сжимается.
• Шпунт и паз: Фланец с язычком имеет приподнятое кольцо, а фланец с пазом имеет соответствующее углубление, обработанное на торцах.
• Нахлесточные соединения: Этот тип представляет собой двухкомпонентные фланцевые соединения труб, которые легко собираются и разбираются. Фланцы с нахлестом имеют большое значение, поскольку они могут допускать незначительные смещения.
• Мужчина и женщина (M/F): В этом типе фланцев наружный фланец имеет приподнятое кольцо, а внутренний - соответствующее углубление.

Поверхности фланцев

Это состояние уплотнительной поверхности фланца. Поверхность может быть зубчатой или гладкой.

Втулка фланца

Втулка фланца - это секция, в которой размещается труба, подсоединяемая к фланцу.

Фланцевое лезвие

Сюда входит область, где болты проходят через фланец и его поверхность.

Отверстие

Отверстие - это центральное отверстие во фланце, через которое проходит труба.

Горловина (для фланцев со сварной горловиной)

Это конец, который соединяется в процессе сварки с соединительной трубой или фитингом. Обычно конический, чтобы обеспечить распределение напряжения и усиление.

Наружный диаметр (OD)

Внешний диаметр - это расстояние между двумя противоположными краями торца фланца.

Подробный обзор различных типов фланцев

К наиболее распространенным и популярным типам фланцев относятся:

1. Глухой фланец

Глухой фланец - это плоская пластина без отверстия, закрывающая конец трубопроводных систем, клапанов и отверстий в сосудах под давлением. Они особенно велики, поскольку испытывают значительные нагрузки. Люди используют этот тип для перекрытия труб и клапанов, которые не используются. Они также обычно применяются в тех случаях, когда требуется техническое обслуживание или расширение в будущем.

2. Фланец со сварной горловиной

Этот фланец легко узнать, поскольку он имеет длинную коническую втулку и горловину, которая приваривается к трубе. Горловина служит для усиления и выравнивания трубы при монтаже. Фланцы соответствуют внутреннему диаметру трубопроводной арматуры за счет расточки, что способствует беспрепятственному прохождению продукта. Совместимы в системах высокого давления или в трубопроводах, по которым транспортируются агрессивные жидкости.

3. Наденьте фланец

Накладной фланец - это плоская пластина с отверстием, которая надевается на конец трубы. Она приваривается внутри и снаружи для обеспечения надежности соединения. Накладные фланцы часто используются в трубопроводах, транспортирующих некоррозионные жидкости, или в системах низкого давления.

4. Фланец под раструбную сварку

Приварной фланец соединяется с трубой при помощи раструбной сварки. Такое соединение создает прочный шов и облегчает выравнивание при монтаже. Однако они не идеальны для критически важных систем. Они часто используются в качестве альтернативы фланцам с приварной горловиной, когда пространство ограничено. Фланцы с раструбной сваркой полезны в трубопроводах, транспортирующих агрессивные жидкости, или в системах высокого давления, например в гидравлических трубах.

5. Резьбовые фланцы

Резьбовые фланцы похожи по конструкции на накидные фланцы, но имеют конические резьбы. Резьба находится на внутренней стороне отверстия и на внешнем диаметре, что позволяет соединять их с трубами без сварки. Они идеально подходят для применения при низком давлении и низких температурах, а также для трубопроводов, транспортирующих некоррозионные вещества.

6. Фланец для нахлесточного соединения

Этот фланец присоединяется к трубе через заглушку. Он имеет такие же размеры, как и другие фланцы, но не имеет рельефной поверхности. Заглушка сначала приваривается к трубе, а затем к ней прикручивается фланец с нахлестом. Фланцы с нахлесточным соединением полезны в ситуациях, когда требуется частый демонтаж. Они обладают рядом уникальных преимуществ:

• Поскольку дешевые фланцы из углеродистой стали не контактируют с жидкостью внутри трубы, они могут соединяться с дорогими трубами из нержавеющей стали.
• Возможность свободно вращаться вокруг трубы облегчает выравнивание отверстий под фланцевые болты.
• Фланцы в системах, которые быстро стираются или корродируют, снова перерабатываются.

7. Фланцы для отверстий

Фланец с отверстием имеет тонкую пластину с центральным отверстием, которое определяет желаемую скорость потока. Ограничение потока происходит благодаря вставленной пластине с отверстием. Она создает перепад давления, который определяет скорость потока жидкости, пара или газа.

8. Фланец с длинной сварочной горловиной

Этот фланец имеет удлиненную горловину, обеспечивающую прочное и надежное сварное соединение с трубопроводной системой. Он используется в различных трубопроводах и промышленных установках. Фланцы с длинной приварной шейкой часто встречаются в газовой, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, поскольку они способны выдерживать высокое давление и соединять большие сети труб.

9. Специальные типы фланцев

Нипофланец

Продукт комбинации фланца с приварной горловиной и кованого ниппеля. Используется для разделения трубопроводов под углом 90 градусов.

Фланец Weldo

Фланец Weldo

Единственное назначение фланца Weldo - обеспечить ответвление от основной трубы в трубопроводной промышленности. Он позволяет напрямую привариваться к основной трубе, обеспечивая при этом выход для ответвлений. Этот тип фланца применяется в тех областях, где важны целостность и надежность.

Фланец Elbo:

Фланец Elbo сочетает в себе функциональность колена и фланца. Такая конструкция упрощает соединение труб под углом.

Поворотный фланец

Поворотный фланец - это уникальный фланец с приварной горловиной, в котором внутреннее кольцо может поворачиваться на 360 градусов относительно внешнего кольца для выравнивания стандартных фланцевых и болтовых отверстий. Эта особенность делает его идеальным для трубопроводов, подводных и морских работ, позволяя водолазам быстрее и удобнее регулировать отверстия под болты.

Редукционный фланец

Также известные как редукционные фланцы, они используются для уменьшения отверстия трубопровода до необходимого размера.

Расширяющийся фланец

Расширительные фланцы выполняют противоположную функцию по сравнению с редукционными фланцами: они используются для увеличения отверстия трубопровода. Они соединяют трубы с механическими устройствами, такими как компрессоры, клапаны и насосы, которые имеют разные размеры входного отверстия.

Сводная таблица типов фланцев

Фундаментальные материалы для производства фланцев

Углеродистая сталь

Это наиболее часто используемый тип стали для многих фланцев. Благодаря своим отличным механическим свойствам, таким как высокая прочность и твердость.

Легированная сталь

Легированная сталь - это сталь, смешанная с такими элементами, как хром, никель или молибден, для изменения или улучшения ее свойств. Она используется для фланцев, которые подвергаются воздействию высокого давления и высоких температур.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь - это сплав стали и хрома. Хром в составе стали придает ей лучшую коррозионную стойкость по сравнению с углеродистой сталью. Она наиболее подходит для фланцев, подвергающихся воздействию высокой влажности.

Чугуны

Чугун - это сплав углерода, кремния и некоторых других сплавов. Слой черного графита вырастает на внешней стороне чугуна в результате того, что кремний вытесняет углерод из металла. В результате чугун обладает хорошей литейной способностью, текучестью и обрабатываемостью,

Алюминий

Алюминий - среднепрочный металл, обладающий низкой плотностью, пластичностью и ковкостью. По сравнению с углеродистой сталью и другими распространенными сплавами он обладает превосходной коррозионной стойкостью. Он подходит для изготовления фланцев, требующих прочности и небольшого веса.

Латунь

Сплав цинка и меди. Однако иногда в нем могут присутствовать дополнительные элементы - свинец или олово. Он обладает отличной проводимостью, высокой температурой и холодной пластичностью.

ПВХ

ПВХ - это пластик гибкий, легко собираемый, дешевый и долговечный. Он широко используется благодаря своей устойчивости к биологической и химической коррозии. Добавление пластификаторов в ПВХ делает его более мягким и гибким.

При изготовлении фланцев также используется такое сырье, как медь и титан. Все зависит от технических характеристик и условий применения.

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе фланца

Тип фланца

Трубные фланцы бывают разных типов, каждый из которых обладает уникальными свойствами и областью применения, как уже говорилось выше. Например, накладные фланцы легче выравнивать и устанавливать, в то время как фланцы с приварной горловиной обеспечивают высокую прочность.

Тип лица

Лицевая сторона фланца - это область, где размещаются прокладки и фланец затягивается для обеспечения герметичности. Прочность уплотнения имеет решающее значение для торца фланца, который играет важную роль как в обслуживании, так и в производительности фланца. В настоящее время существуют различные типы фланцевых поверхностей, каждый из которых имеет свои преимущества.

Материал для фланцев

Материал, из которого изготовлен фланец, существенно влияет на его производительность и срок службы. Некоторые материалы предпочтительнее других в зависимости от их свойств и назначения. Например, углеродистая сталь подходит для общего применения, а нержавеющая сталь - для коррозионных условий.

Размеры и габариты

Размер фланца - ключевой аспект, который необходимо учитывать при выборе. Наличие различных размеров фланцев обеспечивает оптимальную посадку и удобство использования в трубопроводной системе. Точное измерение размеров необходимо для поддержания и обновления трубопроводной системы.

Номинальное давление и температура

Этот номинал является критическим показателем максимального давления, которое фланец может выдержать и безопасно эксплуатировать. Выбор фланцев с соответствующим номинальным давлением необходим для обеспечения целостности и безопасности трубопроводной системы в условиях эксплуатации. Чтобы определить номинальное давление фланца, учитывайте, помимо прочего, его материал и стандарты производства.

Стоимость и доступность

Качественные и долговечные фланцы могут стоить дорого, поскольку они обеспечивают долговременную работу и надежность. Напротив, они значительно снижают риск дорогостоящего ремонта и простоя оборудования. Кроме того, чтобы избежать задержек в реализации проектов, выбранные фланцы должны быть легкодоступными и поставляться от надежных поставщиков.

Методы производства

Различные технологии производства фланцев придают им отличительные характеристики. Два основных метода - литье и ковка. Ковка обеспечивает большую прочность и долговечность, в то время как литье позволяет получить фланцы с более гладким процессом обработки.

Установка и обслуживание

Правильная установка и обслуживание фланцев обеспечивают долговечность, эффективность и надежность соединений.

Применение и использование фланцев

Обрабатывающие производства: Например, наличие фланцев в машинах для литья под давлением играет важную роль в процессе изготовления пресс-форм. Они обеспечивают надежные соединения на стыках такого оборудования, как гидравлические и пневматические системы, и крепления пресс-форм. Правильные соединения обеспечивают контроль и точное выравнивание, а также другие факторы.

Производство электроэнергии: На таких объектах энергетики, как гидроэлектростанции и электростанции, фланцы выполняют важнейшие функции. Они гарантируют прочные и надежные соединения на стыках насосов, турбин и других механизмов.

Очистка воды и сточных вод: Фланцы широко используются в канализационных системах и на водоочистных станциях. Они устанавливают соединения между насосами, трубопроводами и другим оборудованием.

Заключение

В целом, фланцы широко используются в различных областях, и во всех этих секторах они считаются важнейшим компонентом системы. В заключение следует отметить, что понимание различных типов фланцев и их применения очень важно для обоснованного выбора, ведущего к повышению эффективности промышленного применения.