Фланец, также называемый фланцевой пластиной или фланцем, представляет собой компонент, используемый для соединения труб друг с другом. Он крепится к концу трубы. Фланцы имеют отверстия для болтов, плотно соединяющих два фланца. Для уплотнения между фланцами используется прокладка.
Соединения между компонентами контейнера могут быть не-разъемными (сварными) или разъемными. В связи с требованиями производственного процесса, а также для простоты изготовления, транспортировки, монтажа и обслуживания между цилиндрами, цилиндрами и головками, трубами и трубками, трубами и клапанами обычно используются разъемные фланцевые соединения.
Хотя к разъемным конструкциям относятся фланцевые соединения, резьбовые соединения и раструбные соединения, фланцевые соединения получили наибольшее распространение в химическом и фармацевтическом оборудовании и трубопроводах благодаря своим уникальным преимуществам, таким как надежная герметизация, высокая прочность и широкая применимость.
Конструкция фланцевого соединения и механизм уплотнения
Рабочий механизм: при предварительном-затягивании болтов прокладка между уплотняемыми поверхностями фланца сжимается и уплотняется, заполняя неровные зазоры на уплотняемых поверхностях фланца, предотвращая утечку среды через капиллярные поры внутри прокладки и утечку на границе между прокладкой и уплотняемой поверхностью. Это обеспечивает предварительное-запечатывание.
Условиями обеспечения герметичного-фланцевого соединения являются: во время предварительной-затяжки давление предварительной-затяжки, действующее на прокладку, не ниже давления уплотнения предварительной-затяжки; в процессе эксплуатации остаточное давление, действующее на прокладку, не ниже рабочего давления уплотнения.
Типы фланцев
Классификация по степени интеграции фланца с оборудованием или трубопроводом:
1. Интегральный фланец
Надеваемый-фланцевый: используется в приложениях с относительно низкой температурой и давлением. (Конкретные значения температуры и давления указаны в стандарте.)
Фланец, приваренный встык-: подходит для ответственных применений с более высоким давлением и температурой, а также для токсичных, легковоспламеняющихся и взрывоопасных материалов. Более высокая стоимость.
Различия между накладными-приварными и стыковыми-фланцами:
1. Различные типы сварных швов: скользящие-швы не подлежат радиографическому контролю, а стыковые-сварные швы — можно; скользящие-швы состоят из двух угловых кольцевых швов, а стыковые-сварные швы состоят из одного стыкового кольцевого шва.
2. Различные номинальные давления. Номинальное давление накладки -на фланце составляет 0,6-4,0 МПа, а давление на фланце с приварной шейкой - 1–25 МПа. Очевидно, что накидной фланец подходит для более низких номинальных давлений.
3. Различные способы соединения. Накидные-фланцы обычно можно присоединять только к трубам, а не непосредственно к приварным шейным фитингам; Фланцы с приварной шейкой, как правило, можно напрямую соединять со всеми фитингами с приварной шейкой (включая колена, тройники, переходники и т. д.), включая трубы.
2. Свободные фланцы
Характеристики: Фланец не соединяется с трубой или емкостью. Он подходит для применений с низким-давлением и не создает дополнительных изгибающих напряжений на цветных-металлах, оборудовании и оболочках труб из нержавеющей стали. При изготовлении из углеродистой стали можно сэкономить на расходе драгоценных металлов. Однако свободные фланцы имеют низкую жесткость.
Способы фланцевого соединения с контейнерами или трубопроводами:
Изображение
Втулка над фланцем
Изображение
Втулка над приварным кольцом
Изображение
Рукав поверх кольца
3. Резьбовые фланцы
Фланец, широко используемый на трубопроводах малого-диаметра и высокого-давления, оказывает относительно небольшое дополнительное напряжение на стенку трубы.
Изображение
Формы фланцев
Обычно фланцы доступны в форме диска или диска с шейкой, а некоторые имеют квадратную или овальную форму (в форме талии-).
Изображение
Квадратный фланец
Изображение
Круглый фланец
Изображение
Овальный фланец
Факторы, влияющие на фланцевое уплотнение
К основным факторам, влияющим на фланцевое уплотнение, относятся: предварительная нагрузка болта, тип уплотняющей поверхности, характеристики прокладки, жесткость фланца и условия эксплуатации.
Типы уплотнительных поверхностей:
Изображение
Тип с плоской поверхностью: Простая конструкция, проста в обработке, удобна для защиты от коррозии или футеровки. Однако прокладка легко экструдируется и ее трудно затянуть, поэтому она подходит для низкого-давления, небольшого-размера, не-токсичного применения и с низкими требованиями к герметизации.
Изображение
Тип с выступающей поверхностью: хорошее центрирование, хорошие характеристики уплотнения, подходит для применения при среднем-давлении и высоких-температурах.
Изображение
Тип язычка и канавки: хорошее центрирование, надежное уплотнение, небольшая ширина прокладки и небольшое требуемое усилие зажима, подходит для легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных веществ и приложений с высоким-давлением. Обработка и обслуживание относительно сложны.
Принцип выбора прижимной поверхности: обеспечить надежное уплотнение, стремиться к простоте обработки, удобству сборки, дешевизне.
Производительность прокладки
Во фланцевых соединениях эффект уплотнения во многом зависит от уплотняющих характеристик прокладки.
1. Требования к материалу: устойчив к коррозии, не загрязняет продукт, имеет определенную степень эластичности, соответствующую механическую прочность и гибкость, не портится, не затвердевает и не размягчается при изменении температуры.
2. Классификация:
Изображение
Стандарты на фланцы сосудов под давлением и фланцы труб
Фланцы сосудов используются только для соединений между корпусами сосудов, например, соединений между секциями или между секциями и головками. Фланцы труб используются только для соединения труб.
Специальное примечание: эти два компонента не взаимозаменяемы!!!
Фланцы сосудов под давлением: JB/T4700~4707 «Фланцы сосудов под давлением»
Трубные фланцы:
HG20592~20635 «Фланцы, прокладки и крепеж для стальных труб»
GB/T9112~9125 «Фланцы стальных труб»
JB/T74~90 «Фланцы, прокладки и крепеж для стальных труб»
Три важных параметра стандартов фланцев
1. Номинальный диаметр DN:
Номинальный диаметр фланца относится к номинальному диаметру контейнера или трубы, с которой он соединяется. Под номинальным диаметром контейнера понимается его внутренний диаметр (за исключением контейнеров с трубами в качестве цилиндрического корпуса). Номинальный диаметр трубы относится к ее номинальному диаметру, который представляет собой величину между внутренним и внешним диаметрами трубы, при этом большинство значений близко к внутреннему диаметру. Стальные трубы одного и того же номинального диаметра имеют одинаковый внешний диаметр, но поскольку толщина различается, внутренний диаметр также различается. См. Таблицу 14-1.
2. Номинальное давление PN:
Номинальное давление — это номинальное давление, используемое для установления стандартов. См. Таблицу 14-2.
3. Максимально допустимое рабочее давление:
Номинальное давление в стандартах фланцев сосудов под давлением определяется на основе материала фланца 16Mn (или 16MnR) и расчетной температуры 200 градусов. При изменении материала фланца и температуры максимально допустимое рабочее давление фланца будет увеличиваться или уменьшаться. Например, максимально допустимое рабочее давление приварного фланца с длинной шейкой указано в Таблице 14-3.
Как выбрать фланец сосуда под давлением
Подберите фланец для обечайки или днища сосуда с внутренним диаметром Di, расчетным давлением p и расчетной температурой t.
1. Основываясь на номинальном диаметре DN и расчетном давлении p резервуара, обратитесь к Таблице 1 JB/T4700, чтобы первоначально определить тип конструкции фланца (фланец с плоской-торцевой сваркой типа A, фланец с плоской-торцевой сваркой типа B или приварной фланец с длинной шейкой).
2. На основе расчетного давления p сосуда, расчетной температуры t и материала используемого фланца определите PN выбранного фланца в соответствии с таблицей 6 или таблицей 7 JB/T4700 (таблица максимально допустимого рабочего давления).
3. На основе PN и DN обратитесь к Таблице 1 JB/T4700, чтобы проверить, соответствует ли первоначально определенный тип фланца требованиям. Если этого не происходит, необходимо изменить тип или материал фланца, а также пере-определить PN.
4. Определите размеры фланца в соответствии с JB/T4701 (тип A), 4702 (тип B) или 4703 (приварка с длинной шейкой).
