Типи фланцевих з'єднань трубопроводів

Трубопроводи - ключові споруди, які забезпечують стабільне функціонування промислових, комерційних і житлових будівель. Вони забезпечують транспортування газу, води, теплоносія або іншої речовини. Будь-який трубопровід передбачає наявність фланцевих з'єднань. Це зумовлено їхньою простою конструкцією, а також можливістю ревізії регулювальної арматури та приладів. Різні типи фланцевих з'єднань забезпечують надійний і міцний стик елементів трубопроводу.

Що являє собою фланець

Фланець - це деталь, яка має квадратну або круглу форму і плоску поверхню. Конструкція виробу передбачає наявність отворів, які призначені для кріплення запчастин і виробів, необхідних для забезпечення з'єднання. 

Матеріал виготовлення фланця багато в чому залежить від робочої речовини в трубопроводі. Універсальними вважаються сталеві фланці, які можна використовувати для більшості комунікацій з різними рідинами.

Монтаж з'єднання передбачає використання:

• фланця - металевого виробу, на якому зроблено отвори;
• кріпильних деталей;
• прокладок, які потрібні для ущільнення місця стику.

Основне кріплення для монтажу фланців

Кріпильні елементи використовуються для конкретного виду фланця, оскільки вони мають відповідати діаметру отворів, які розміщені на деталі. Нормативною документацією і ГОСТами регулюються вимоги до якості з'єднання. Основними кріпильними деталями є:

• Болти - металеві вироби, які мають різьбу з одного боку. При цьому вони повинні відповідати вимогам щодо довжини.
• Шпильки - вироби, які мають різьбу по всій довжині.
• Гайки - служать для стягування кріпильних деталей.
• Шайби - необхідні для захисту покриття фланців і забезпечення максимального затиску елементів кріплення.
• Гравери - слугують для запобігання відкручуванню гайок.

Завдяки чітким вимогам до фланцевих з'єднань і кріпильних деталей можна з легкістю підібрати потрібні комплектуючі для будь-якого трубопроводу.

Види фланцевих з'єднань трубопроводів

Наявність фланцевих з'єднань на трубопроводі дає змогу:

• Проводити регулярне чищення труб від домішок і нальоту.
• Ремонтувати певну ділянку.
• Модернізувати конструкцію трубопроводу за рахунок встановлення додаткових елементів.

Згідно з ГОСТом 33259 від 2015 року існують такі різновиди фланцевих з'єднань трубопроводів:

• плоский приварний;
• вільний на відбортовці;
• вільний на приварному кільці;
• комірцевий;
• вільний на хомуті;
• литий.

Від типу виконання фланцевого з'єднання залежать умови, в яких їх можна використовувати.

Плоске приварне з'єднання

Таке кріплення являє собою плоскі деталі, що надягають безпосередньо на трубу. Закріплюються вироби зварним швом. Приварне з'єднання підходить для комунікацій з перерізом труб до 2400 мм і навантаженням до 245 ньютон. З цієї причини конструкція використовується в промисловій і побутовій сфері, які відповідають необхідним параметрам.

Вільне з'єднання на відбортовці

Даний вид кріплення передбачає зміну торця трубопроводу на плоску поверхню. Тому кріплення доцільно використовувати тільки для комунікацій, виконаних із кольорових металів, які легко піддаються обробці.

Вільне з'єднання на приварному кільці

Особливістю кріплення є наявність кільця, конструкція якого передбачає отвір у центрі. Завдяки такому з'єднанню фланець зберігає рухливість. Конструкції використовуються у випадках, якщо:

• необхідне з'єднання в місцях, де мало вільного місця;
• необхідна регулярна перевірка або обслуговування комунікацій.

З'єднання на приварному кільці розраховане на роботу з тиском робочого середовища до 2,5 МПа з діаметром труб не більше 600 мм.

Комірцеве з'єднання

Кріплення виконується шляхом зварювання. Головною особливістю є наявність спеціального виступу у вигляді конуса. Це дає змогу повністю унеможливити протікання робочої речовини в місці стику. Комірцеве з'єднання застосовується для трубопроводів з навантаженнями до 2450 ньютон і діаметром до 4000 мм.

Вільне з'єднання на хомуті

Виконується ідентично кріпленню на приварному кільці. Єдиною відмінністю методів є використання хомута як деталі, що приварюється.

Лите з'єднання

Це кріплення передбачає з'єднання за рахунок сталевого елемента, який безпосередньо є частиною арматури. Лите з'єднання розраховане на навантаження не більш як 25 МПа і застосовується на трубопроводах, які піддаються зовнішнім впливам.

Ущільнення фланцевих з'єднань

Щоб кріплення було повністю герметичним, застосовуються допоміжні елементи - прокладки. Вони призначені для унеможливлення протікання робочого середовища трубопроводу, а також для забезпечення безаварійної роботи комунікації загалом. На практиці існує три основні види ущільнювальних елементів:

• Металеві - використовуються для трубопроводів з великою температурою робочої речовини і значним тиском. Форма прокладки залежить від перетину труби, а її корпус виготовляється зі сталі високої міцності.
• Неметалеві - допоміжні елементи, які виробляють із картону або пароніту.
• Комбіновані - сплави і сполуки різних речовин, які забезпечують максимальне прилягання стикувальних деталей.

Вибір ущільнювальних елементів фланцевого з'єднання залежить від параметрів робочого середовища, а також умов експлуатації трубопроводу.

Матеріали, з яких виготовляють фланцеві елементи з'єднань

Головним елементом кріплення трубопроводів є фланець. Найчастіше використовують фланці з таких матеріалів:

• нержавійки;
• чавуну.

Також фланці бувають бронзовими, латунними або виконаними з титану. Багато в чому матеріал виготовлення виробів залежить від характеристик самого трубопроводу, а також робочого середовища. Так, деякі комунікації вимагають, щоб комплектуючі деталі були стійкі до кислот, лугів або нафтових продуктів. Тому виробники фланців додають до їхнього складу всілякі домішки і добавки, які розширюють функціональність деталей і дають змогу застосовувати їх у найважчих умовах.

Фланцеві з'єднання відіграють важливу роль в ефективній експлуатації трубопроводів. Вони забезпечують не тільки легкий ремонт і техобслуговування, а й безпеку людей, які обслуговують різні комунікації.