Что такое воротниковый фланец

Для соединения трубопроводной арматуры с одновременной ликвидацией концентраторов напряжения в месте стыкования необходимо использовать воротниковые фланцы. Сфера их применения довольно обширна. С их помощью организуют трубопроводы для пропуска жидкости под средним и высоким давлением, а также для транспортировки пищевых продуктов, нефти, газа и других материалов.

Соединительная арматура

Воротниковый фланец конструктивно являет собой металлическое кольцо, по краям которого расположены отверстия для шпилек и болтов, а в центре – конусообразный выступ, или воротник. Чаще всего они применяются для соединения частей трубопроводов между собой. В некоторых случаях могут использоваться как глухие заглушки.

Главной особенностью воротникового фланца является способность передавать усилия, возникающие в месте соединения, на стенки трубы. Это одновременно снижает концентрацию напряжений на самом фланце, а также увеличивает его срок службы.

Как выбрать воротниковый фланец

Воротниковые фланцы еще иначе называют фланцами стальными приварными встык. Для того чтобы подобрать материал соединителя, которым наилучшим образом подойдет для конкретных условий работы, следует обратиться к ГОСТу 12816-80, а именно к его таблицам.

  • условного давления, которое варьируется в пределах от 0,1 до 20,0 Мпа;
  • диапазона рабочих температур.

Воротниковые фланцы изготавливают из сталей марок Ст20, 09г2с, Ст3, 12х18н10т, а также 15хм. Они способны работать в большом диапазоне рабочих условий. Кроме того, на рынке можно встретить элементы, изготовленные из литейного или ковкого чугуна СЧ15 и КЧ30 соответственно.

Нормативные документы

Основным документом, который регламентирует производство и сферу применения всех фланцев, является ГОСТ 12815-80. В нем содержится общая для всех типов соединительной арматуры информация, а также ссылки на соответствующий каждому типу нормативный документ.

Также регламентированы сферы, где используются воротниковые фланцы (12821-80 по ГОСТу). Согласно документации, они являются приварными встык соединителями трубопроводов, а также частей машин, приборов, аппаратов, патрубков и емкостей, которые работают при условном давлении в диапазоне от 1,0 до 200 кгс/см 2 и температурном режиме от -253 до +600 градусов по Цельсию.

При этом условное давление не должно выходить за рамки от 0,6 до 6,3 Мпа, а рабочая температура быть в диапазоне от -70° до +540°С. При соблюдении этих условий соединительную арматуру можно использовать в химической, нефтехимической, пищевой отраслях промышленности.

Фланец воротниковый

Фланцы стальные приварные встык

Фланец стальной приварной встык (Фланец воротниковый) – соединительная часть трубопроводов, арматуры, валов, сосудов, резервуаров, приборов и т.п., состоящая из диска с отверстиями для болтов (или шпилек) и характерным аксиально симметричным выступом в форме усеченного конуса ("воротник", или "шея", neck, hub) для приварки встык. Фланец воротниковый, наряду с фланцем плоским, является одним из часто применяемых соединительных элементов трубопроводов. В зарубежной промышленной терминологии за фланцами воротниковыми закрепилось название Weld Neck Flange, или WN Flange.

Фланец воротниковый применяется для герметичного соединения отдельных частей трубопроводов высоких давлений или для подведения технологических трубопроводов к резервуарам, сосудам или аппаратам. Применение воротниковых фланцев позволяет без резки трубы (зачастую трубы с достаточно толстой стенкой) разорвать соединение для демонтажа или модернизации части трубопровода, в этом смысле фланцевое соединение является "многоразовым". Воротник (neck) передает усилия на трубу, уменьшая концентрацию напряжения в основе фланца воротникового. Постепенный переход толщины от основы воротника к толщине стенки трубы в сварном шве обеспечивает надежность воротникового фланца. Диаметр фланца соответствует диаметру трубы, уменьшая турбуленцию и эрозию фланцевого соединения. Используется фланец воротниковый на трубопроводах, где условное давление составляет 0,1 – 20,0 МПа (1 – 200 кгс/см²), а температура рабочей среды находится в пределах от -253°С до +600°С.

Читайте также:  Ховог пружинный матрас отзывы

При монтаже воротниковый фланец не насаживается на трубу, как плоский фланец, а приваривается к ней встык одним сварным швом.

Воротниковые фланцы ГОСТ 12821-80

Производство воротниковых фланцев регламентируется отечественным нормативно-техническим документом ГОСТ 12821-80 "Фланцы стальные приварные встык на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²). Конструкция и размеры". Формулировка на английском языке звучит как "Steel butt-welded flanges for Pnom from 0,1 to 20,0 MPa (from 1 to 200 kgf/cm²). Design and dimensions". Данный документ, стандартизующий воротниковый фланцы, был введен взамен ГОСТ 12829-67, ГОСТ 12833-67 и ГОСТ 12835-67.

Согласно ГОСТ 12815-80, различаются 9 различных исполнений воротниковых фланцев: 1) фланцы воротниковые с соединительным выступом; 2) фланцы воротниковые с выступом; 3) фланцы воротниковые с впадиной; 4) фланцы воротниковые с шипом; 5) фланцы воротниковые с пазом; 6) фланцы воротниковые с углублением под линзовое уплотнение; 7) фланцы воротниковые под уплотнительную прокладку овального сечения; 8) фланцы воротниковые с шипом под фторопластовую прокладку; 9) фланцы воротниковые с пазом под фторопластовую прокладку.

ГОСТ 12821-80 устанавливает пример условного обозначения при заказе круглого стального приварного встык фланца Dy 50 мм на Ру 1,0 МПа (10 кгс/см²) из стали 25, исполнения 1 (с соединительным выступом):
Фланец 1-50-10 Ст 25 ГОСТ 12821-80,
где:
1 – исполнение воротникового фланца;
50 – условный проход, мм – (Dу, DN);
10 – условное давление, кгс/см² – (Pу, РN);
Ст 25 – марка стали, из которой изготовлен фланец воротниковый.

В приложении к ГОСТ 12821-80 содержится таблица соответствия кодам ОКП (общероссийскому классификатору продукции). Например, воротниковый фланец с обозначением 1-100-2,5 имеет код ОКП 37 9941 4290 00, а нержавеющий воротниковый фланец этого же же обозначения – код 37 9941-5233 05.

Производим воротниковые фланцы условных диаметров 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600,700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 мм и выше и условных давлений: 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 200 кгс/см². А также изготовим фланцы стальные приварные встык других диаметров по Вашему чертежу.

Фланцы воротниковые DIN

Фланцы воротниковые по немецкому стандарту DIN (Deutsches Institute für Normung, немецкий институт стандартизации). К воротниковым фланцам DIN (Welding Neck Flanges) относятся фланцы, изготовленные по стандартам:

  • DIN 2627 Weld Neck Flange PN400,
  • DIN 2628 Weld Neck Flange PN250,
  • DIN 2629 Weld Neck Flange PN320,
  • DIN 2630 Weld Neck Flange PN1 and 2.5,
  • DIN 2631 Weld Neck Flange PN6,
  • DIN 2632 Weld Neck Flange PN10,
  • DIN 2633 Weld Neck Flange PN16,
  • DIN 2634 Weld Neck Flange PN25,
  • DIN 2635 Weld Neck Flange PN40,
  • DIN 2636 Weld Neck Flange PN64,
  • DIN 2637 Weld Neck Flange PN100,
  • DIN 2638 Weld Neck Flange PN160.
  • DIN 86029 Hubbed Slip-on Flange PN10, DIN 86030 Hubbed Slip-on Flange PN16.
Читайте также:  Как прицепить отвал к мотоблоку

PN – условное (номинальное) давление, кгс/см².

Фланец воротниковый EN

Стандарты, издаваемые Европейским комитетом стандартизации (European Committee for Standardization), носят название EN. Документ DIN EN 1092-1 регламентирует стандарты на фланцы. Воротниковые фланцы (Weld-neck flanges) имеют тип (type, typ) 11 – Weld-neck flanges и представлены для давлений PN 2,5, PN 6, PN 10, PN 25, PN 40, PN 63, PN 100.

PN (nominal pressure) – условное давление, кгс/см².

Далее приведена таблица соответствия стандарта EN 1092-1 и DIN для воротниковых фланцев. Для EN 1092-1 указаны эквивалентные стандарты DIN для каждого условного давления. Типы фланцев воротниковых, описанные только в EN 1092-1, но не описанные в DIN, обозначены символом "+". Символ "-" означает, что для данного давления не существует стандарта. Подчеркнутые номера стандартов заимствованы из DIN.

Weld-neck flanges (фланцы воротниковые стальные приварные встык)

Вид фланца
Hubbed slip-on flanges for welding (фланцы воротниковые стальные приварные) Hubbed threaded flanges (воротниковые фланцы с резьбой)
Рисунок
Тип по EN 11 12 13
PN 2,5 2630
6 2631 + 2565
10 2632 86029 +
16 2633 86030 2566
25 2634 + +
40 2635 + 2567
63 2636 + 2568
100 2637 + 2569
160 2638
250 2628
320 2629
400 2627

Фланец воротниковый ASME/ANSI

Согласно ASME/ANSI (ASME – American Society of Mechanical Engineers – Американское общество инженеров-механиков, American National Standards Institute – Американский национальный институт стандартов), фланцы воротниковые имеют название Welding Neck и производятся согласно документам ASME/ANSI B16.5 – 1996 – “Pipe Flanges and Flanged Fittings” и ASME/ANSI B16.47 “Large Diameter Steel Flange”. ASME/ANSI B16.5 стандартизует производство фланцев (в том числе и воротниковых) с условным диаметром от 1/2 до 24 дюймов, фланцы воротниковые больших диаметров (26 – 60 дюймов) производятся согласно требованиям ASME/ANSI B16.47. Данный стандарт описывает режимы температуры и давления, материалы, размеры, допуски, маркировки и пр.

На рисунке справа указаны следующие обозначения:
A – диаметр воротника под приварку (neck diameter weld neck, или hub diameter at bevel);
X – диаметр воротника при основании (hub diameter);
Y1 – длина воротника (weld neck length through hub);
C – толщина (thickness);
R – диаметр соединительного выступа (raised face diameter);
O – внешний диаметр (outside diameter);
B1 – внутренний диаметр трубы (weld neck bore);

В соответствии с ASME/ANSI B16.5, по условному давлению фланцы подразделяются на классы (Class, допустимое условное давление в фунтах на квадратный дюйм): 150, 300, 400, 600, 900, 1500, и 2500. Для перевода из единиц “класса” в кгс/см², необходимо величину “класса” разделить на 6. ANSI/ASME B16.47 включает классы 75, 150, 300, 400, 600, 900.

Нестандартные воротниковые фланцы по чертежу

Нестандартные воротниковые фланцы, изготовленные по чертежу заказчика, необходимы, если требуется соединить два трубопровода, построенные по различным стандартам, либо детали трубопроводов отличающихся стандартов.

Применение различных сталей для изготовления воротниковых фланцев

Фланец воротниковый изготавливается обработкой литой кольцевой заготовки из следующих сталей: 3, 20, 20ФА (конструкционная углеродистая качественная), 09Г2С (конструкционная низколегированная для сварных конструкций) – фланцы воротниковые для криогенных температурных режимов, 13ХФА; 15Х5М (жаропрочные фланцы воротниковые); фланцы воротниковые нержавеющие из коррозионно-стойких сталей 20Х13, 14Х17Н2, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 10Х11Н23Т3МР.

Трубопроводы

Технические статьи о трубопроводной отрасли.

Деталь применяют при укладке технологических, магистральных трубопроводных систем. С ее помощью соединяют трубы, сосуды, аппараты, патрубки, части машин, подключают к трубопроводам резервуары, запорную арматуру, приборы.

К воротниковым относят трубодетали, имеющие характерный выступ в виде «шеи» или «воротника». Элементы плоского типа не обладают «выдающимися» частями.

Используют устройства в нефтяной, газовой, химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности, включая сферу жилищно-коммунального хозяйства.

Конструкция плоских фланцев

Изделие представляет собой металлический круглый, реже квадратный, диск с отверстиями в центре и по краям. Они предназначены для прохода транспортируемых веществ и болтов (шпилек) соответственно.

Схема плоского фланца

Изготовление элементов осуществляют в соответствии с ГОСТ:

  • 12820-80 ‒ устанавливает следующие типы исполнений (с соединительным и простым выступом, с впадиной);
  • 28759.2-90 ‒ регламентирует производство арматуры с 15 геометрическими формами поверхности;
  • 28813-83 ‒ детали устьевого оборудования выполняют с зазором и без него.

При монтаже трубодеталь надевают на трубу и фиксируют сваркой двумя продольными швами вдоль окружности трубного отрезка.

Применение воротниковых фланцев

Конструкция детали отличается наличием выступа, расположенного по внутреннему диаметру, в виде усеченного конуса. Стальной диск с «горловиной» используют для стыковки различных трубопроводных частей, работающих при повышенном давлении до 20,0 МПа.

Схема воротникового фланца

Устройства этого типа имеют второе название «приварные встык фланцы». Их приваривают к трубе по краю воротника, создавая герметичное соединение. Они обеспечивают возможность последующего демонтажа без резки трубопровода.

Производят элементы по нормам ГОСТ 12821-80 в следующих исполнениях:

  • с соединительным, обычным выступом;
  • с впадиной;
  • с шипом;
  • с пазом;
  • под уплотнители овального сечения;
  • под линзовую прокладку.

Разница в применении

Различие между фланцами состоит в том, что плоские имеют меньшие габариты и менее затратны при производстве. Их устанавливают в системах, работающих при нагрузках до 25 кгс/см². Температура рабочей среды во время эксплуатации не должна выходить за пределы от -70 до +300⁰C.

Шея приварных встык трубодеталей передает усилие на трубу, снижая концентрацию напряжения у основания. Соединительные элементы монтируют на магистралях, транспортирующих продукты давлением не более 200 кгс/см², при температурных значениях от -253 до +600⁰C.

“>

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *