Разновидности фланцев для трубопроводной арматуры

Фланцевое соединение является одним из наиболее распространенных способов сопряжения элементов трубопровода с арматурой – задвижками, кранами, фильтрами, измерительными приборами и различным технологическим оборудованием – теплообменниками, насосами, емкостями и т. д. Это объясняется тем, что оно является разъемным, что позволяет упростить процесс обслуживания и замену отдельных составляющих системы. При этом важно правильно выбрать тип фланца в соответствии с диаметром трубопровода, давлением и температурой среды.

В зависимости от конструкции или способа соединения различают:

• плоские приварные фланцы (ГОСТ 12820-80);
• приварные встык или воротниковые фланцы (ГОСТ 12821-80);
• свободные фланцы с приварным кольцом (ГОСТ 12822-80).

Наиболее простым с точки зрения конструкции является плоский фланец, в котором диаметр центрального отверстия соответствует внешнему диаметру трубопровода. Соединение трубопровода и фланца обеспечивают при помощи сразу двух торцевых сварных швов – внутреннего и наружного. Стальные плоские фланцы могут использоваться при условии, что давление среды находится в пределах 0,1–2,5 МПа, а температура от –70° до +300° С.

Приварные встык фланцы отличаются наличием выступа на одной стороне диска, расположенного под углом к диску. Данный выступ называют также воротником, а сами фланцы этого типа – воротниковыми. В отличие от плоских, к трубопроводу они присоединяются при помощи одного шва, соединяющего торцы воротника и трубопровода, а диаметр центрального отверстия фланца равен диаметру условного прохода. Воротниковые фланцы из стали рассчитаны на применение в более сложных условиях при температуре от –253° С до +600° С и давлении 0,1–20 МПа.

Свободные фланцы с приварным кольцом, в отличие от предыдущих двух типов, состоят из двух частей – соединительной площадки и кольца. К трубопроводу двумя швами приваривается только последнее, обеспечивая фиксацию опорной площадки, предварительно надеваемой на трубу. Удобство такой конструкции обеспечивается возможностью вращения фланца вокруг своей оси, что позволяет легко совместить крепежные отверстия на соединяемых площадках. Это особенно важно, когда монтаж осуществляется в трудно доступных местах и часто производится разборка соединения. В то же время применять свободные фланцы из стали можно в более узком диапазоне температур, чем плоские и воротниковые – от –30° до +300° С и при давлении 0,1–2,5 МПа.

Помимо фланцев, изготавливаемых по ГОСТу и различным международным стандартам, производятся нестандартные фланцы для специфического оборудования. Они могут иметь соединительную площадку не круглой, а квадратной, прямоугольной или иной формы. Однако такие изделия, равно как и фланцы с резьбовым соединением с трубопроводом, применяются достаточно редко и изготавливаются на заказ в соответствии с необходимыми размерами.

Материал для изготовления фланцев

Допустимые параметры использования фланцев и сферы их применения определяются не только типом конструкции, но и материалом, из которого они изготовлены. Для соединения трубопроводов и арматуры применяются фланцы из углеродистой, литой и нержавеющей стали, а также серого и ковкого чугуна.

Фланцы из серого чугуна способны выдержать лишь небольшое давление 0,1–1,6 МПа и температуру среды от -15 до +300° С. Изделия из ковкого чугуна имеют более широкий диапазон допустимых значений – 1,6–4,0 МПа и от -30° до +400° С. Фланцы из литой стали наиболее стойки к температурным и механическим воздействиям. Допустимый диапазон давления среды в данном случае составляет 1,6–20,0 МПа, а температура от -253° до +600° С.