Полное руководство по типам фланцев, стандартам и материалам в трубопроводных системах

• Типы фланцев
  • Накладные фланцы (Slip-On)
  • Втулковые сварные фланцы (Weld-Neck)
  • Фланцы на сварку в сокет (Socket-Weld)
  • Слепые фланцы (Blind)
  • Очки-слепые (Spectacle Blind)
  • Фланцы с втулкой на приварное кольцо (Lap-Joint)
  • Редукционные фланцы (Reducing)
  • Резьбовые фланцы (Threaded)
  • Квадратные фланцы (Square)
  • Длинновтулковые сварные фланцы (Long-Neck Weld)
  • Расширяющие фланцы (Expander)
  • Шплинтовые и кольцевые промежутки (Spade and Ring Spacer)
  • Weldo / Nipo фланцы
  • Диафрагменные фланцы (Orifice)
  • Свободные фланцы (Loose)
  • Высоковтулковые слепые фланцы (High-Hub Blind)
  • Резьбовые фланцы (Screwed)
  • Плитные фланцы (Plate)

• • Типы плоскостей фланцев и отделка
    • Плоская плоскость (Flat Face)
    • Выступная плоскость (Raised Face)
    • Кольцевой шов (RTJ)
    • Паз и язычок (Groove & Tongue)
    • Мужской и женский (Male & Female)
  • Международные стандарты для фланцев
    • ASME B16.5
    • ANSI B16.47
    • BS 10
    • DIN
    • EN 1092-1
    • BS 4504
    • JIS
  • Материалы для производства фланцев

Что такое фланцы?

Фланцы — это инженерные фитинги, соединяющие трубы, клапаны, насосы и другое оборудование, создающие надежное, герметичное соединение. Обычно затягиваемые болтами с прокладками, они позволяют быструю разборку, обслуживание и инспекцию. Фланцы бывают многих видов — Накладные, Втулковые сварные, Слепые, На сварку в сокет и др. — каждый выбирается для специфических требований к давлению, температуре и потоку.

Типы фланцев

Накладные фланцы (Slip-On)

Накладные фланцы — это кольцо, которое надевается на конец трубы. Лицо фланца позиционируется за пределами диаметра трубы, позволяя шовное сварку непосредственно на трубу. Они идеальны для низконапряженных систем и обычно используются в химических, нефтегазовых и водоочистных заводах.

Втулковые сварные фланцы (Weld-Neck)

Эти фланцы имеют конусную втулку, снижающую концентрацию напряжений и пригодную для высоконапряженных, высокотемпературных или криогенных применений. Втулковые сварные фланцы могут выдерживать давления до 5000 psi и являются стандартом в нефтехимических и энергетических трубопроводах.

Фланцы на сварку в сокет (Socket-Weld)

Фланцы на сварку в сокет сварниваются снаружи трубы, обеспечивая одношовное соединение. Они часто используются для мелкодиаметровых линий, где критична усталостная жизнь. Правильная толщина трубы и зазор критичны для предотвращения коррозии и обеспечения надежного шва.

Слепые фланцы (Blind)

Слепые фланцы закрывают концы труб, клапанов или отверстий сосудов. Они являются наиболее нагруженным типом фланцев, особенно в больших размерах, и критически важны для давленейших испытаний, изоляции обслуживания или когда сопло не требуется.

Очки-слепые (Spectacle Blind)

Разработанные как пара очков, эти фланцы состоят из сплошной пластины и кольца, которые можно вращать для открытия или закрытия потока. Они используются в применениях, где требуется быстрая изоляция, таких как испытательные установки или временные трубопроводные конфигурации.

Фланцы с втулкой на приварное кольцо (Lap-Joint)

Фланцы с втулкой на приварное кольцо крепятся к трубе с наконечником, предотвращая прямой контакт между различными металлами. Они подходят для низконапряженных, некритических служб и предоставляют простой, экономичный метод соединения.

Редукционные фланцы (Reducing)

Редукционные фланцы переходят между двумя размерами труб, сохраняя одно фланцевое лицо. Они доступны в различных классах давления и идеальны для соединения более крупной трубы с меньшей без добавления отдельного редуктора.

Резьбовые фланцы (Threaded)

Резьбовые фланцы имеют внутреннюю резьбу, сопрягающуюся с резьбовой трубой. Они предпочтительны в взрывоопасных или опасных средах, где сварка нежелательна, и могут устанавливаться без теплового ввода.

Квадратные фланцы (Square)

Квадратные фланцы, определенные JIS B2291/JIS F7806, распространены в гидравлических и приборных системах. Они бывают в мужских, женских и полных комплектах, предлагая надежное выравнивание и надежное болтовое крепление.

Длинновтулковые сварные фланцы (Long-Neck Weld)

Эти фланцы имеют удлиненную конусную втулку, обеспечивающую превосходную поддержку для высоконапряженных или с колеблющейся температурой линий. Они часто используются в нефтегазовых объектах для закрепления крупнодиаметровых трубопроводов.

Расширяющие фланцы (Expander)

Расширяющий фланец расширяет фланцевое лицо для размещения более крупного диаметра трубы, устраняя необходимость в отдельном редукторе. Они экономят пространство, экономичны и соответствуют спецификациям ANSI/ASME B16.5.

Шплинтовые и кольцевые промежутки (Spade and Ring Spacer)

Эти двухкомпонентные фланцы используются там, где доступ для обслуживания редок или где большие диаметры требуют сниженного веса. Они предоставляют альтернативу очки-слепым для высоконапряженной службы.

Weldo / Nipo фланцы

Weldo и Nipo — гибридные фланцы, сочетающие 90° ответвление сварки со стандартным фланцем. Они идеальны для ответвлений, где требуется быстрая сварная связь с одной стороны и фланец с другой.

Диафрагменные фланцы (Orifice)

Диафрагменные фланцы обеспечивают точки монтажа для расходомеров. Они бывают в выступной или плоской плоскости, накладные или втулковые сварные, и поддерживают кольцевые или угловые прокладки в соответствии со стандартами AGA, ASME и ISA.

Свободные фланцы (Loose)

Свободный фланец — это полумуфта, сварная к трубе, оставляющая вторую половину для затяжки к фитингу или клапану. Они обычно используются с коленами, клапанами или другими компонентами, где требуется временное, негерметичное соединение.

Высоковтулковые слепые фланцы (High-Hub Blind)

Эти слепые фланцы имеют удлиненную втулку, улучшающую распределение нагрузки на болты. Они используются для закрытия концов труб или сопловых отверстий, обеспечивая легкий доступ для тестирования и обслуживания.

Резьбовые фланцы (Screwed)

Резьбовые (закручиваемые) фланцы сопрягаются с мужской резьбой на трубе. Они устраняют необходимость в сварке и широко используются в водяных, воздушных и химических системах, где требуется быстрая сборка.

Плитные фланцы (Plate)

Плитные фланцы, или плосколицевые фланцы, обеспечивают плоскую поверхность прокладки и обычно используются там, где литье или сварка сопрягаемого фланца вовлечены. Они распространены в чугунных и специальных оборудованиях.

Типы плоскостей фланцев и отделка

Плоская плоскость (Flat Face)

Плосколицевые фланцы предлагают гладкую поверхность прокладки для полноконтактного уплотнения. Они рекомендуются при сопряжении с чугуном или хрупкими материалами и должны использовать полнолицевые прокладки для избежания утечек.

Выступная плоскость (Raised Face)

Выступные фланцы имеют гребень, концентрирующий давление на прокладке, обеспечивая превосходное уплотнение в высоконапряженных системах. Высота гребня варьируется с классом давления, обычно 1/16" для ANSI 300-400 и 1/4" для ANSI 400 и выше.

Кольцевой шов (RTJ)

RTJ-фланцы включают паз, сопрягающийся с металлическим кольцевым прокладкой, создавая металл-металл уплотнение. Они подходят для экстремальных температур (свыше 427 °C) и высоких давлений.

Паз и язычок (Groove & Tongue)

Эти фланцы используют язычок на одной стороне и паз на другой, обеспечивая самоцентрирование и снижающий момент затяжки. Они распространены на крышках клапанов и насосах.

Мужской и женский (Male & Female)

Мужские и женские фланцы имеют выступающие и впалые лица соответственно. Они улучшают выравнивание и позволяют точное размещение прокладки, часто используются в высоконапряженных, высокотемпературных трубопроводах.

Международные стандарты для фланцев

ASME B16.5

ASME B16.5 охватывает NPS 1/2–24 (метрический/имперский) фланцы для классов давления 150–2500. Она специфицирует размеры, допуски и обозначения для втулковых сварных и слепых фланцев и является отраслевым эталоном для большинства трубопроводных систем.

ANSI B16.47

ANSI B16.47 специфицирует крупнодиаметровые фланцы (NPS 26–60) для классов давления 75–900. Она включает слепые, втулковые сварные и вариации серии A/B, обычно используемые в нефтегазовых и нефтехимических заводах.

BS 10

BS 10 — исторический британский стандарт, все еще применяемый к легким, низконапряженным фланцам. Он включает втулковые, литые и простые фланцы в ряде сплавов, от углеродистой до нержавеющей стали.

DIN

DIN-фланцы следуют немецким метрическим спецификациям и широко используются по всей Европе. Они охватывают широкий диапазон размеров (15 мм–200 мм) и классов давления, делая их универсальными для многих промышленных применений.

EN 1092-1

EN 1092-1 определяет круговые фланцы от DN 10 до DN 4000 в PN 2,5–400. Это европейский эквивалент ASME B16.5, охватывающий углеродистую, нержавеющую и легированные стали.

BS 4504

BS 4504 — британский метрический стандарт для низконапряженных цилиндров, клапанов и фитингов. Он перекрывается с EN 1092-1 и все еще используется в Великобритании и странах Содружества.

JIS

JIS стандарты регулируют японские промышленные фланцы. Они охватывают широкий диапазон размеров и материалов, обеспечивая совместимость с местным производством и цепочками поставок.

Материалы для производства фланцев

Фланцы изготавливаются из различных металлов для выполнения специфических эксплуатационных условий:

• Углеродистая сталь – ASTM A105, A350LF1/2, A181
• Легированная сталь – серия ASTM A182 (F1/F2/F5/F7/F9/F11/F12/F22)
• Нержавеющая сталь – ASTM A182 F6/F304/F304L/F316/F316L/F321/F347/F348
• Дуплексная сталь – S31803, S32205
• Сверхдуплекс – S32750, S32760
• Титан – марка 1/2/3/4/5/7
• Высоконикелевые сплавы – Monel, Inconel 600/601/625/718, Hastelloy C4/C22/B2/B3
• Никель – 200/201
• Медно-никель – 70/30, 90/10, 95/5
• Hastelloy C276, Inconel 625