Типы фланцевых соединений трубопроводов

Трубопроводы – ключевые сооружения, которые обеспечивают стабильное функционирование промышленных, коммерческих и жилых зданий. Они обеспечивают транспортировку газа, воды, теплоносителя или другого вещества. Любой трубопровод предусматривает наличие фланцевых соединений. Это обусловлено их простой конструкцией, а также возможностью ревизии регулирующей арматуры и приборов. Различные типы фланцевых соединений обеспечивают надежный и крепкий стык элементов трубопровода.

Что представляет собой фланец

Фланец – это деталь, которая имеет квадратную или круглую форму и плоскую поверхность. Конструкция изделия предусматривает наличие отверстий, которые предназначены для крепления запчастей и изделий, необходимых для обеспечения соединения. 

Материал изготовления фланца во многом зависит от рабочего вещества в трубопроводе. Универсальными считаются стальные фланцы, которые можно использовать для большинства коммуникаций с различными жидкостями.

Монтаж соединения предусматривает использование:

• фланца – металлического изделия, на котором сделаны отверстия;
• крепежных деталей;
• прокладок, которые нужны для уплотнения места стыка.

Основной крепеж для монтажа фланцев

Крепежные элементы используются для конкретного вида фланца, так как они должны соответствовать диаметру отверстий, которые размещены на детали. Нормативной документацией и ГОСТами регулируются требования к качеству соединения. Основными крепежными деталями являются:

• Болты – металлические изделия, которые имеют резьбу с одной стороны. При этом они должны соответствовать требованиям по длине.
• Шпильки – изделия, которые имеют резьбу по всей длине.
• Гайки – служат для стягивания крепежных деталей.
• Шайбы – необходимы для защиты покрытия фланцев и обеспечения максимального зажима элементов крепления.
• Граверы – служат для предотвращения откручивания гаек.

Благодаря четким требованиям к фланцевым соединениям и крепежным деталям можно с легкостью подобрать нужные комплектующие для любого трубопровода.

Виды фланцевых соединений трубопроводов

Наличие фланцевых соединений на трубопроводе позволяет:

• Проводить регулярную чистку труб от примесей и налета.
• Ремонтировать определенный участок.
• Модернизировать конструкцию трубопровода за счет установления дополнительных элементов.

Согласно ГОСТу 33259 от 2015 года существуют такие разновидности фланцевых соединений трубопроводов:

• плоский приварной;
• свободный на отбортовке;
• свободный на приварном кольце;
• воротниковый;
• свободный на хомуте;
• литой.

От типа исполнения фланцевого соединения зависят условия, в которых их можно использовать.

Плоское приварное соединение 

Такой крепеж представляет собой плоские детали, надевающиеся непосредственно на трубу. Закрепляются изделия сварным швом. Приварное соединение подходит для коммуникаций с сечением труб до 2400 мм и нагрузкой до 245 ньютон. По этой причине конструкция используется в промышленной и бытовой сфере, которые соответствуют необходимым параметрам.

Свободное соединение на отбортовке

Данный вид крепления предусматривает изменение торца трубопровода в плоскую поверхность. Поэтому крепление целесообразно использовать только для коммуникаций, выполненных из цветных металлов, которые легко поддаются обработке.

Свободное соединение на приварном кольце

Особенностью крепежа является наличие кольца, конструкция которого предусматривает отверстие в центре. Благодаря такому соединению фланец сохраняет подвижность. Конструкции используются в случаях, если:

• необходимо соединение в местах, где мало свободного места;
• необходима регулярная проверка или обслуживание коммуникаций.

Соединение на приварном кольце рассчитано на работу с давлением рабочей среды до 2,5 МПа с диаметром труб не больше 600 мм.

Воротниковое соединение

Крепеж выполняется путем сварки. Главной особенностью является наличие специального выступа в виде конуса. Это позволяет полностью исключить протекания рабочего вещества в месте стыка. Воротниковое соединение применяется для трубопроводов с нагрузками до 2450 ньютон и диаметром до 4000 мм.

Свободное соединение на хомуте

Выполняется идентично крепежу на приварном кольце. Единственным отличием методов является использование хомута в качестве детали, которая приваривается.

Литое соединение

Данный крепеж предусматривает соединение за счет стального элемента, который непосредственно является частью арматуры. Литое соединение рассчитано на нагрузку не более 25 МПа и применяется на трубопроводах, которые подвергаются внешним воздействиям.

Уплотнение фланцевых соединений

Чтобы крепеж был полностью герметичным, применяются вспомогательные элементы – прокладки. Они предназначены для исключения протекания рабочей среды трубопровода, а также для обеспечения безаварийной работы коммуникации в целом. На практике существует три основных вида уплотняющих элементов:

• Металлические – используются для трубопроводов с большой температурой рабочего вещества и значительным давлением. Форма прокладки зависит от сечения трубы, а ее корпус изготавливается из стали высокой прочности.
• Неметаллические – вспомогательные элементы, которые производят из картона либо паронита.
• Комбинированные – сплавы и соединения различных веществ, которые обеспечивают максимальное прилегание стыковочных деталей.

Выбор уплотняющих элементов фланцевого соединения зависит от параметров рабочей среды, а также условий эксплуатации трубопровода.

Материалы, из которых наиболее часто изготавливают фланцы для труб

Главным элементом крепежа трубопроводов является фланец. Наиболее часто используют фланцы из:

• нержавейки;
• чугуна.

Также фланцы бывают бронзовыми, латунными либо выполненными из титана. Во многом материал изготовления изделий зависит от характеристик самого трубопровода, а также рабочей среды. Так, некоторые коммуникации требуют, чтобы комплектующие детали были устойчивы к кислотам, щелочам или нефтяным продуктам. Поэтому производители фланцев добавляют в их состав всевозможные примеси и добавки, которые расширяют функциональность деталей и позволяют применять их в самых тяжелых условиях.

Фланцевые соединения играют важную роль в эффективной эксплуатации трубопроводов. Они обеспечивают не только легкий ремонт и техобслуживание, но и безопасность людей, обслуживающих различные коммуникации.