Фланцевые поверхности

Что такое грань фланца?

В качестве контактных поверхностей для размещения материала уплотнительной прокладки используются различные типы поверхностей фланцев. ASME B16.5 и B16.47 определяют различные типы облицовок фланцев, включая выступающие поверхности, большие охватывающие и охватывающие облицовки, которые имеют одинаковые размеры и обеспечивают относительно большую площадь контакта.

Другие фланцевые облицовки, на которые распространяются эти стандарты, включают большие и малые шпунтовые облицовки, а также облицовку кольцевого соединения, специально предназначенную для металлических прокладок кольцевого типа.

Поднятое лицо (RF)

Фланец с выступающей поверхностью является наиболее распространенным типом, используемым на технологических установках, и его легко идентифицировать. Ее называют выступающей поверхностью, поскольку поверхности прокладки приподняты над поверхностью окружности крепления болтов. Этот тип поверхности позволяет использовать широкую комбинацию конструкций прокладок, включая типы плоских кольцевых листов и металлические композиты, такие как спирально навитые и с двойной оболочкой.

Целью фланца RF является концентрация большего давления на меньшей площади прокладки и тем самым увеличение способности соединения выдерживать давление. Диаметр и высота определены в ASME B16.5 в зависимости от класса давления и диаметра. Номинальное давление фланца определяет высоту выступающей поверхности.

Типичная обработка поверхности фланцев ASME B16.5 RF составляет от 125 до 250 микродюймов Ra (от 3 до 6 микрон Ra).

Поднятая высота лица

Для измерения высоты H и B всех описанных размеров фланцев на этом веб-сайте, за исключением фланцев внахлестку, важно понимать и помнить следующее:

Для классов давления 150 и 300 высота выступа составляет примерно 1,6 мм (1/16 дюйма). Почти все поставщики фланцев этих двух классов давления указывают в своих каталогах или брошюрах размеры H и B, включая высоту выступа. ((Рис. 1))

Для классов давления 400, 600, 900, 1500 и 2500 высота выступа составляет примерно 6,4 мм (1/4 дюйма). В этих классах давления большинство поставщиков указывают размеры H и B без учета высоты выступа. (рис. 2)

Плоская поверхность (FF)

Фланец с плоской поверхностью имеет поверхность прокладки в той же плоскости, что и поверхность окружности крепления болтов. В приложениях, использующих плоские фланцы, часто ответный фланец или фланцевый фитинг изготавливается из отливки.

Фланцы с плоской поверхностью никогда не следует прикреплять болтами к фланцам с выступающей поверхностью. ASME B31.1 гласит, что при соединении фланцев из чугуна с плоской поверхностью к фланцам из углеродистой стали необходимо удалить выступ на фланце из углеродистой стали и требуется полнолицевая прокладка. Это сделано для того, чтобы тонкий, хрупкий чугунный фланец не попал в зазор, образовавшийся из-за выступающей поверхности фланца из углеродистой стали.

Кольцевое соединение (RTJ)

Фланцы кольцевого типа обычно используются при высоком давлении (класс 600 и выше) и/или при высоких температурах выше 800°F (427°C). На их лицевых сторонах вырезаны канавки, в которых расположены стальные кольцевые прокладки. Фланцы герметизируют, когда затянутые болты сжимают прокладку между фланцами в канавки, деформируя (или чеканя) прокладку для обеспечения плотного контакта внутри канавок, создавая уплотнение металл по металлу.

Фланец RTJ может иметь выступ с выточенной на нем кольцевой канавкой. Эта выступающая поверхность не служит какой-либо частью уплотнительного средства. Для фланцев RTJ, уплотняемых кольцевыми прокладками, выступающие поверхности соединенных и затянутых фланцев могут контактировать друг с другом. В этом случае сжатая прокладка не будет нести дополнительную нагрузку, превышающую натяжение болта, вибрация и движение не смогут еще больше раздавить прокладку и уменьшить соединительное натяжение.

Соединительные прокладки кольцевого типа

Соединительные прокладки кольцевого типа представляют собой металлические уплотнительные кольца, подходящие для применения в условиях высокого давления и высоких температур. Они всегда применяются к специальным сопутствующим фланцам, которые при правильном выборе профилей и материала обеспечивают хорошую и надежную герметизацию.

Соединительные прокладки кольцевого типа предназначены для уплотнения за счет «начального линейного контакта» или заклинивания между ответным фланцем и прокладкой. При приложении давления к интерфейсу уплотнения посредством усилия болта «более мягкий» металл прокладки вливается в микротонкую структуру более твердого материала фланца, создавая очень плотное и эффективное уплотнение.

Наиболее применяемый тип — стиль.RКольцо, изготовленное в соответствии со стандартом ASME B16.20, используется с фланцами ASME B16.5 классов от 150 до 2500. Кольцевые соединения типа «R» изготавливаются как в овальной, так и в восьмиугольной конфигурации.

ВосьмиугольныйКольцо имеет более высокую эффективность уплотнения, чем овальное, и является предпочтительной прокладкой. Однако в канавке с круглым дном старого типа можно использовать только овальное сечение. Новая конструкция канавок с плоским дном допускает как овальное, так и восьмиугольное поперечное сечение.

Кольцевые соединения типа R предназначены для уплотнения под давлением до 6250 фунтов на квадратный дюйм в соответствии с номинальными давлениями ASME B16.5 и до 5000 фунтов на квадратный дюйм.

Р ОВАЛ

R Восьмиугольный

RX

BX

RXтип подходит для давления до 700 бар. Этот RTJ способен самозапечатываться. Внешние уплотнительные поверхности первыми контактируют с фланцами. Более высокое давление в системе приводит к более высокому поверхностному давлению. Тип RX взаимозаменяем со стандартными моделями R.

BXтип подходит для очень высоких давлений до 1500 бар. Это кольцевое соединение не является взаимозаменяемым с другими типами и подходит только для фланцев и канавок API типа BX.

Уплотняющие поверхности канавок кольцевого соединения должны быть гладко обработаны до 63 микродюймов и не иметь нежелательных выступов, следов от инструментов или ударов. Они уплотняются за счет первоначального линейного контакта или заклинивания при приложении сжимающих усилий. Твердость кольца всегда должна быть меньше твердости фланцев.

Выбор материала

В таблице ниже указаны наиболее часто используемые материалы для соединений кольцевого типа.

Язык-и-паз (T&G)

Поверхности выступа и паза этих фланцев должны совпадать. На одной поверхности фланца имеется выступающее кольцо (шпунт), выточенное на поверхности фланца, в то время как на сопряженной поверхности фланца имеется соответствующее углубление (паз), выточенное на его поверхности.

Шип-пазовые облицовки стандартизируются как для больших, так и для малых типов. Они отличаются от охватывающих и охватывающих тем, что внутренние диаметры паза и шпунта не заходят в основание фланца, таким образом сохраняя прокладку по ее внутреннему и внешнему диаметру. Их обычно можно найти на крышках насосов и крышках клапанов.

Преимущество шпунтовых соединений также состоит в том, что они самовыравниваются и служат резервуаром для клея. Косарное соединение удерживает ось нагрузки на одном уровне с соединением и не требует серьезной механической обработки.

Общие поверхности фланцев, такие как RTJ, TandG и FandM, никогда не должны соединяться болтами. Причина этого в том, что контактные поверхности не совпадают и не существует прокладки, которая имела бы один тип с одной стороны и другой тип с другой стороны.

Мужчина и женщина (М&Ж)

У этого типа также должны быть подобраны фланцы. Одна поверхность фланца имеет область, выходящую за пределы обычной поверхности фланца (папа). На торце другого фланца или ответного фланца имеется соответствующее углубление (мама).

Женское лицо имеет глубину 3/16 дюйма, мужское лицо — 1/4 дюйма в высоту, и оба имеют гладкую поверхность. Внешний диаметр охватывающей поверхности служит для обнаружения и удержания прокладки. В принципе доступны 2 версии; Маленькие фланцы M&F и Большие фланцы M&F. На корпусе теплообменника обычно используются специальные охватывающие и охватывающие облицовки, которые соединяют каналы и закрывают фланцы.

Преимущества и недостатки фланцев T&G и M&F

Преимущества
Лучшие уплотнительные свойства, более точное расположение и точное сжатие уплотнительного материала, использование другого, более подходящего и специализированного уплотнительного материала (уплотнительных колец).

Недостатки
Коммерческая доступность и стоимость. Обычный выступ с выступом гораздо более распространен и доступен как в отношении клапанов, фланцев, так и в отношении уплотнительного материала. Другая сложность заключается в том, что при проектировании трубопроводов необходимо применять некоторые жесткие правила. Вы заказываете клапаны с охватывающим концом с обеих сторон или, может быть, с одной стороны, и в этом случае вы направляете все охватываемые концы в направлении потока или что-то в этом роде. Разумеется, то же самое относится и к любому фланцевому соединению/соединению резервуара.