Какво представляват фланцовите връзки? Видове фланцови връзки. Фланцови връзки в промишлеността

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-09 14:07

Фланцовите връзки често се използват в индустрията. Те трябва да гарантират херметичността и здравината на сглобените конструкции. Ролята на висококачествената връзка е важна, тъй като нестабилната връзка може да доведе до големи загуби и да застраши опасността за персонала по поддръжката. Основният свързващ елемент е фланеца. Тази част е метален диск и осигурява здрава и плътна разглобяема връзка. Фланецът е намерил своето приложение в индустрията на тръбопроводния транспорт, комуналните услуги. Благодарение на използването на различни материали за производството му, той се превръща в почти универсален елемент от тръбопроводните конструкции.

Видове фланци

За технологични тръбопроводи са разработени голям брой проекти на тази част. Всички фланцови връзки се състоят от следните елементи - фланци, уплътнения, крепежни елементи. Основната задача, възложена на този възел, е да комбинира части от тръбопровода или да се свърже с тръбидопълнително оборудване. Фланците са разделени на типове в зависимост от различни параметри. По дизайн те са разделени на:

• цяло;
• безплатно.

Разликата се крие във факта, че фланците от една част заедно с тялото понасят съответно едни и същи натоварвания. Изработват се заедно с фитинги в процеса на леене или щамповане, като подравняването може да се извърши и чрез заваряване. Що се отнася до свободните, те са диск, който е прикрепен към заварен фланец или фланцов ръб на тръбата. И двата вида имат както недостатъци, така и предимства. Свободните фланци са лесни за сглобяване, дизайнът им улеснява подравняването на отворите за шпилките. Недостатъкът е по-малко здравина и твърдост от плътните фланци.

Разделяне на фланците по предназначение:

• За фитинги и тръбопроводи. Фланцовите връзки на тръбопроводи от този тип се използват за всички видове и клонове на тръбопроводи, транспорт и жилищно комунални услуги.
• За съдове и апарати, такива връзки се използват за дестилация на масло, оборудване за системи за топлоснабдяване, както и резервоари за резервация.

Стандарти

Всички фланци са разделени на няколко типа в зависимост от GOST и изпълнение:

1. Литите фланци са направени като единична единица с тялото. Могат да бъдат отлети от стомана или чугун.
2. Стоманени фланци, които са с резба на шията. Този тип има доста ограничено приложение и се използва основноза тръбопроводи с ниско налягане.
3. Фланци на яката. Те са продукт от стомана, която се получава чрез челно заваряване. Предназначението на фланците е да свързват тръбопроводи с високо и средно налягане. Този тип има предимството, че е лесен за инсталиране и икономичен. В сравнение с плоските заварени фланци, които ще разгледаме в следващия параграф, те намаляват интензивността на производствения труд средно с 20% и обема на заваръчната работа наполовина.
4. Плоски заварени фланци. Изработени са от стомана и такива фланцови връзки се използват за технологични тръбопроводи.
5. Разхлабени фланци. Този вид има свои собствени характеристики и е разделен на три подвида:

• с накрайник, те се използват за тръбопроводи с агресивни среди, от които яката предпазва самия фланец;
• на фланцова тръба;
• на заварен пръстен, те се използват за тръбопроводи от цветни метали - мед и нейните сплави, алуминий и неръждаема стомана;

Опции за избор на връзка

1. Форма на фланцова връзка. Фланците могат да бъдат: кръгли, овални или правоъгълни.
2. Условен пропуск. Размерът му съответства на вътрешната секция на фланеца, през който ще тече средата.
3. Дизайн. Този параметър регулира фланцовите връзки, GOST 12815-80 включва 9 различни категории производителност.
4. Налягане. Връзките могат да издържат на максималното номинално налягане, зависивърху дизайна и геометричните размери на фланеца. Този параметър е предвиден и от основния регулаторен документ.
5. Материал. За производството на чугун, въглерод, сплав, неръждаема стомана. Материалът се избира според използваната среда за приложение. Могат да се използват и метали с висока стойност.

Електроизолиращо съединение

Изолационната фланцова връзка има редица разлики от другите видове и има за задача да предотвратява преминаването на електрически ток, както и да предпазва от електрохимична корозия. Повечето тръбопроводи са положени под земята, където има вероятност да се появят блуждаещи токове. Като цяло те не представляват опасност за целия тръбопровод на входа, но са много опасни на изходната точка. Такова въздействие може да доведе до разрушаване на метала, образуване на пукнатини и изтичане на транспортирана течност или газ, изолационната фланцова връзка осигурява необходимата безопасност. Състои се от фланци, специални изолирани уплътнения, втулки и крепежни елементи. Такава връзка се използва в следните случаи:

• на границата на тръбопровода и прехода му от доставчик към потребител;
• когато тръбите са фланцовани, за да съответстват на различните материали, от които са направени;
• на тръбопроводи, които са положени в зоната на източници на блуждаещи токове;
• на изхода на изолирана тръбопроводна мрежа, която се свързва с неизолиран тръбопровод;
• на наземните участъци на газоразпределениетостанции.

Други видове фланцови връзки

• Измерване на фланцови връзки. Те осигуряват свързване на тръбопроводни мрежи с допълнително оборудване и измервателни уреди.
• Връзки за високо налягане. Такива възли са подложени на променливи натоварвания от работни механизми. Следователно, за да се осигури плътност и здравина, както и издръжливост, трябва да се спазват редица технологични нюанси по време на монтажа. Усукването на шпилките се извършва постепенно в кръг и в определена последователност. Фланцовите връзки могат да бъдат направени по-здрави чрез използване на уплътнение тип леща. За да използвате този тип уплътнение, първо е необходимо директно да шлайфате повърхността както на уплътненията, така и на тръбите. Фланцовите връзки с резба са най-добрият вариант за този тип. Може да се използва и заедно с уплътнение на обектива, плосък метал. Максималната плътност на фланеца се осигурява чрез използване на плоски уплътнителни материали като мед или алуминий.

Фланцова ключалка. Тази връзка по дизайн е напълно съобразена с фланеца, разликата се състои във факта, че вместо обичайните крепежни елементи - болтове и шпилки, се използва специален дизайн под формата на лента, която притиска фланците и затяга с болтове. При такива връзки няма дупки по диаметъра на фланците. Този тип се е доказал във възли, които изискват бързо и периодично прекъсване на връзката. В този случай можете да използвате плоски заварени фланци или челно заварени

Фланцови крепежни елементи

За монтажа на фланцови връзки са необходими крепежни елементи. За закрепване на тръбопроводи се използват следните крепежни елементи: болт, гайка, шпилка и шайба. Тъй като фланцовите връзки на тръбопроводите са доста отговорен дизайн, към крепежните елементи се налагат изисквания в съответствие със следните параметри:

1. сряда. Тя може да е агресивна или не. Въз основа на тази настройка на средата се избира крепежният елемент. За агресивни среди се предпочита стомана с антикорозионни свойства. Възможно е също да се използват специални покрития, които предотвратяват корозия.
2. Температура. Тук роля играе температурата на течността или газа, които ще бъдат транспортирани по този тръбопровод, както и температурният режим на околната среда. Всеки материал има работен температурен диапазон, според който се избира продуктът. Ако околната среда не надвишава -30 ºС, могат да се използват обикновени марки стомана, за по-ниски температури се използват студоустойчиви марки.
3. Налягане. Колкото по-високо е работното налягане, толкова по-високи параметри трябва да има използвания материал, от който са направени шпилките за фланцови връзки.
4. Индикатори за крепежни елементи: тип резба, стъпка, дължина.
5. Материал. Стоманата, използвана при производството на крепежни елементи за фланцови съединения, може да бъде класифицирана в четири категории:

• въглеродна стомана с общо предназначение, работна температура не трябва да надвишава 200ºC, а максималният диаметър е 48 мм;
• въглеродна стомана, използвана за продукти с висока точност, работната температура не може да бъде по-висока от 300 ºС;
• въглеродна стомана с високо качество, крепежни елементи от този материал могат да работят при температури над 450 ºС;
• легирани стомани, които имат топлоустойчиви и антикорозионни свойства.

Ограничено използване на крепежни елементи

Изборът на крепежни елементи се определя от горните параметри, но има някои ограничения:

1. Крепежни елементи, работещи при работно налягане до 25 kgf/cm, не са ограничени от избора на тип продукт. Що се отнася до налягането, което надвишава тази цифра, могат да се използват само шпилки за фланцови връзки, използването на болтове е забранено.
2. Марката стомана за двойката шпилка-гайка може да бъде избрана както еднаква, така и различна. Ако се използва един материал, здравината на гайката трябва да бъде по-малка от здравината на шпилката с 20 единици.

Има специална шпилка GOST за фланцови връзки, според която се избират номиналните размери на крепежния елемент. Изборът на размери зависи от работното налягане, на което ще бъде подложено шпилката.

Подложки

Тази част е включена в изолирана фланцова връзка, за да осигури необходимата плътност между фланците. Уплътненията са разделени на различни видове според определени параметри. Зависи отматериалът, от който са изработени, има категории:

• метал;
• неметални;
• комбинирано.

Разпределение на уплътненията по еластичност:

• еластичен;
• трудно.

Това свойство предопределя материала, от който са направени уплътненията за фланцови връзки. Еластични се получават от комбинирани и неметални видове. Твърдите уплътнения са предимно метални, но също и неметални, получени от материали като влакна, твърд каучук, паронит и др.

Дизайн характеристики на уплътненията

На тази основа уплътненията за фланцови връзки се разделят на:

• Плоски (могат да бъдат както метални, неметални и комбинирани), те се използват във връзки с плоски повърхности. Вътрешният диаметър на плоските уплътнения трябва да е с 1-3 мм по-голям от диаметъра на тръбата.
• Уплътненията на обектива са изработени от въглеродна и легирана стомана и могат да бъдат твърди или гъвкави.
• Овал осигурява добро уплътнение с умерено натоварване на болтовете. Контактът на уплътнителния продукт се осъществява по външната и вътрешната обиколка с фланеца. Материалът за тези уплътнения е или въглеродна стомана, или неръждаема стомана.
• Гофрираните уплътнения могат да бъдат метални или неметални. Изработени са от тънък лист мед, мека стомана, азбестов картон се използва като неметален материал илихартия. Вътрешният диаметър съответства на диаметъра на фланеца, а външният диаметър се регулира от местоположението на болтовете.
• Спирала се отнася до еластични уплътнения. Такова уплътнение се състои от три елемента - спирална част и два ограничителни пръстена.
• Зъбчати уплътнения, материалът за тези уплътнения е мека стомана или легирана стомана. Изолирана фланцова връзка с този тип уплътнение може да работи при температури не по-високи от 480 ºС.

Изчисляване на фланцовите връзки

След определяне на вида на фланеца, в зависимост от предназначението му, вида на уплътнителния продукт, както и материалите, от които ще бъде изработен продуктът, проектантите избират необходимите размери на детайла според специални таблици. Те са представени в съответните GOST. Въпреки че фланците са стандартни части, много често е необходимо да се проектира продукт по поръчка. Системата за изчисление включва следните елементи:

1. Изчисляване на пластичните деформации в основата на втулките, това се отнася за съединения, работещи при ниски температури и налягания.
2. Отчитане на външния огъващ момент, произтичащ от натоварването на болтовете. Този параметър определя якостните характеристики на фланеца.
3. Изчисляване на възникващи напрежения, особено за продукти, получени чрез заваряване.
4. Избор на стъпка на болтовете, неправилно дефиниран този параметър може да причини отклонение на пръстените на фланците между болтовете.

Изчисляването на фланцовите връзки трябва да вземе предвид вида на натоварването. Има две възможности -в първия случай натоварването от болтовете се прехвърля към уплътнението, във втория случай натоварванията се разпределят равномерно между уплътнението и опорния пръстен.