Грани фланців

Що таке фланець?

Як контактні поверхні для посадки матеріалу ущільнювальної прокладки використовуються різні типи поверхонь фланців. ASME B16.5 і B16.47 визначають різні типи облицювання фланців, включаючи виступаючу поверхню, великі зовнішні та внутрішні облицювання, які мають ідентичні розміри для забезпечення відносно великої площі контакту.

Інші облицювання фланців, на які поширюються ці стандарти, включають великі та малі облицювання з гребнем і пазом, а також облицювання кільцевих з’єднань спеціально для металевих прокладок типу кільцевих з’єднань.

Підняте обличчя (RF)

Фланець з рельєфною поверхнею є найпоширенішим типом, який використовується в технологічних установках, і його легко ідентифікувати. Його називають рельєфною поверхнею, оскільки поверхні прокладки підняті над поверхнею кола болтового з’єднання. Цей тип поверхні дозволяє використовувати широку комбінацію конструкцій прокладок, включаючи плоскі кільцеві листи та металеві композити, такі як спірально намотані та з подвійною оболонкою.

Призначення фланця RF полягає в тому, щоб зосередити більший тиск на меншій площі прокладки і таким чином збільшити здатність утримувати тиск з’єднання. Діаметр і висота визначені ASME B16.5 класом тиску та діаметром. Номінальний тиск фланця визначає висоту піднятої поверхні.

Типова обробка поверхні фланців для фланців ASME B16.5 RF становить від 125 до 250 мкдюймів Ra (від 3 до 6 мкм Ra).

Піднята висота обличчя

Щодо розмірів висоти H і B усіх описаних розмірів фланців на цьому веб-сайті, за винятком фланця з нахлестом, важливо розуміти та пам’ятати наступне:

У класах тиску 150 і 300 висота рельєфу становить приблизно 1,6 мм (1/16 дюйма). У цих двох класах тиску майже всі постачальники фланців показують у своєму каталозі чи брошурі розміри H і B, включаючи висоту рельєфу. ((Рис. 1))

У класах тиску 400, 600, 900, 1500 і 2500 висота рельєфної поверхні становить приблизно 6,4 мм (1/4 дюйма). У цих класах тиску більшість постачальників показують розміри H і B без урахування висоти рельєфу. (Рис. 2)

Плоске обличчя (FF)

Фланець із плоскою поверхнею має поверхню прокладки в тій же площині, що й поверхня кола болтового з’єднання. Застосування, в яких використовуються фланці з плоскою поверхнею, часто є такими, у яких відповідний фланець або фланцевий фітинг виготовляється з литва.

Фланці з плоскою поверхнею ніколи не можна прикручувати болтами до фланця з піднятою поверхнею. ASME B31.1 говорить, що під час з’єднання чавунних фланців з плоскою поверхнею до фланців з вуглецевої сталі необхідно видалити виступаючу поверхню фланця з вуглецевої сталі, і потрібна повна торцева прокладка. Це робиться для того, щоб тонкий, маленький чавунний фланець не потрапив у щілину, спричинену піднятою поверхнею фланця з вуглецевої сталі.

З'єднання кільцевого типу (RTJ)

Фланці з кільцевим з’єднанням зазвичай використовуються в умовах високого тиску (клас 600 і вище) та/або при високій температурі понад 800°F (427°C). На їхніх лицьових сторонах вирізані канавки, які ущільнюють сталеві кільця. Фланці ущільнюються, коли затягнуті болти стискають прокладку між фланцями в канавки, деформуючи (або карбуючи) прокладку, щоб створити тісний контакт усередині канавок, створюючи ущільнення метал до металу.

Фланець RTJ може мати рельєфну поверхню з кільцевою канавкою, врізаною в неї. Ця рельєфна поверхня не є частиною засобу ущільнення. Для фланців RTJ, які ущільнюються кільцевими прокладками, підняті поверхні з’єднаних і затягнутих фланців можуть контактувати одна з одною. У цьому випадку стиснута прокладка не сприйматиме додаткового навантаження, окрім натягу болта, вібрація та рух не можуть ще більше роздавити прокладку та зменшити натяг з’єднання.

З'єднувальні прокладки кільцевого типу

Прокладки кільцевого типу — це металеві ущільнювальні кільця, придатні для застосування під високим тиском і високою температурою. Вони завжди застосовуються до спеціальних супровідних фланців, які забезпечують гарне, надійне ущільнення при правильному виборі профілів і матеріалу.

З’єднувальні прокладки кільцевого типу призначені для ущільнення шляхом «початкового контакту лінії» або заклинювання між відповідним фланцем і прокладкою. Здійснюючи тиск на поверхню ущільнення за допомогою зусилля болта, «м’якший» метал прокладки вливається в мікротонку структуру більш твердого матеріалу фланця, створюючи дуже щільне та ефективне ущільнення.

Найбільш застосовуваним типом є стильRкільце, виготовлене відповідно до стандарту ASME B16.20, що використовується з фланцями ASME B16.5 класу від 150 до 2500. З’єднання кільцевого типу «R» виготовляються як в овальній, так і у восьмикутній конфігураціях.

TheВосьмикутнакільце має вищу ефективність ущільнення, ніж овал, і буде кращою прокладкою. Однак у канавці з круглим дном старого типу можна використовувати лише овальний поперечний переріз. Нова конструкція канавки з плоским дном допускає овальний або восьмикутний поперечний переріз.

З’єднання кільцевого типу типу R розроблені для тиску ущільнення до 6250 psi відповідно до номінального тиску ASME B16.5 і до 5000 psi.

Р ОВАЛ

R ВОСИМКУТНИЙ

RX

BX

TheRXТип підходить для тиску до 700 бар. Цей RTJ здатний самостійно герметизуватися. Зовнішні ущільнювальні поверхні вперше контактують з фланцями. Вищий тиск у системі спричиняє вищий поверхневий тиск. Тип RX взаємозамінний зі стандартними R-моделями.

TheBXтип підходить для дуже високого тиску до 1500 бар. Це кільцеве з’єднання не є взаємозамінним з іншими типами та підходить лише для фланців і канавок API типу BX.

Поверхні ущільнювачів на пазах кільцевих з’єднань повинні бути гладко оброблені до 63 мікродюймів і не мати небажаних виступів, слідів від інструментів або тріскотіння. Вони герметизують шляхом початкового контакту лінії або заклинювання під час застосування стискаючих сил. Твердість кільця завжди повинна бути менше твердості фланців.

Вибір матеріалу

У таблиці нижче наведені матеріали, які найчастіше використовуються для кільцевих з’єднань.

Шпунт-паз (T&G)

Поверхні шпунтів і канавок цих фланців повинні збігатися. Одна поверхня фланця має підняте кільце (язик), виточене на поверхні фланця, тоді як сполучний фланець має відповідну западину (канавку), виточену на його поверхні.

Шпунтовані облицювання стандартизовані як великого, так і малого типів. Вони відрізняються від гніздових тим, що внутрішні діаметри гребня не виходять на основу фланця, таким чином зберігаючи прокладку на внутрішньому та зовнішньому діаметрах. Вони зазвичай зустрічаються на кришках насосів і кришках клапанів.

Шпунтові з’єднання також мають перевагу в тому, що вони самовирівнюються і діють як резервуар для клею. Шарфове з’єднання зберігає вісь навантаження на одній лінії з з’єднанням і не потребує значної механічної обробки.

Загальні поверхні фланців, такі як RTJ, TandG і FandM, ніколи не повинні з’єднуватися болтами. Причина цього полягає в тому, що контактні поверхні не збігаються, і немає прокладки, яка має один тип з одного боку та інший тип з іншого боку.

Чоловік і жінка (M&F)

Для цього типу фланці також повинні бути узгоджені. Одна поверхня фланця має ділянку, що виходить за межі звичайної поверхні фланця (вихідна). Інший фланець або відповідний фланець має відповідне поглиблення (мама), виконане на його поверхні.

Жіноче обличчя має глибину 3/16 дюйма, чоловіче обличчя має висоту 1/4 дюйма, обидва мають гладку обробку. Зовнішній діаметр жіночої сторони виконує функцію розміщення та утримання прокладки. В принципі доступні 2 версії; малий M&F фланці та великі M&F фланці. На корпусі теплообмінника зазвичай використовуються зовнішні та зовнішні облицювання для каналізації та покриття фланців.

Переваги та недоліки фланцевих поверхонь T&G і M&F

Переваги
Кращі ущільнювальні властивості, більш точне розташування та точне стиснення ущільнювального матеріалу, використання інших, більш відповідних ущільнювальних та спеціалізованих ущільнювальних матеріалів (ущільнювальні кільця).

Недоліки
Комерційна доступність і вартість. Звичайна рельєфна поверхня є набагато більш поширеною та доступною щодо клапанів, фланців та ущільнювального матеріалу. Ще одна складність полягає в тому, що до конструкції трубопроводу необхідно застосовувати деякі жорсткі правила. Ви замовляєте, щоб клапани були жіночими з обох сторін, чи, можливо, з одного боку, і в цьому випадку ви спрямовуєте всі чоловічі кінці в напрямку потоку, чи що. Те ж саме стосується будь-якого фланцевого з’єднання/з’єднання посудини.