Що таке фланець?
Фланці заг
Фланець - це спосіб з'єднання труб, клапанів, насосів та іншого обладнання для формування системи трубопроводів. Він також забезпечує легкий доступ для очищення, перевірки або модифікації. Фланці зазвичай приварюють або прикручують. Фланцеві з’єднання виконуються шляхом з’єднання двох фланців болтами з прокладкою між ними для забезпечення герметичності.
Типи фланців
Найбільш використовувані типи фланців у нафтовій та хімічній промисловості:
- Зварювальний шийний фланець
- Ковзання на фланці
- Фланець під приварку
- Перехресний фланець
- Різьбовий фланець
- Глухий фланець
Усі типи, окрім фланця з накладним з’єднанням, мають підняту поверхню фланця.
Спеціальні фланці
Крім стандартних фланців, які найчастіше використовуються, існує ряд спеціальних фланців, таких як:
- Фланці з отворами
- Довгі зварювальні фланці
- Приварний фланець / Ніпофланець
- Фланець розширювача
- Перехідний фланець
Матеріали для фланців
Фланці для труб виготовляються з різних матеріалів, таких як нержавіюча сталь, чавун, алюміній, латунь, бронза, пластик тощо, але найбільш використовуваним матеріалом є кована вуглецева сталь із механічною обробкою поверхонь.
Крім того, фланці, як і фітинги та труби, для певних цілей іноді зсередини оснащені шарами матеріалів зовсім іншої якості, ніж самі фланці, які є «фланцями з футеруванням».
Матеріал фланця, в основному, встановлюється при виборі труби, в більшості випадків, фланець з того ж матеріалу, що і труба.
Усі фланці, розглянуті на цьому веб-сайті, підпадають під стандарти ASME та ASTM, якщо не вказано інше. ASME B16.5 описує розміри, допуски на розміри тощо, а ASTM — різні якості матеріалів.
Розміри фланців
Кожен фланець ASME B16.5 має ряд стандартних розмірів. Якщо кресляр у Японії або спеціаліст із підготовки робіт у Канаді чи монтажник труб в Австралії говорить про фланець зі зварювальною шийкою NPS 6, клас 150, список 40 ASME B16.5, то це стосується фланця, який показано на зображенні нижче. .
Якщо фланець замовляється, постачальник хоче знати якість матеріалу. Наприклад, ASTM A105 — кований фланець з вуглецевої сталі, а A182 — кований фланець з нержавіючої сталі.
Отже, у правильному замовленні постачальнику необхідно вказати два стандарти:
Зварювальний шийний фланець NPS 6, клас 150, список 40, ASME B16.5 / ASTM A105
Фланець вище має 8 отворів для болтів і зварювальний скіс 37,5 градусів (червоне коло). Усі наведені розміри вказані в міліметрах. Рельєфну поверхню (RF) не потрібно вказувати, оскільки ASME B16.5, кожен фланець стандартно поставляється з рельєфною поверхнею. Слід вказати лише іншу конструкцію (з’єднання кільцевого типу (RTJ), плоска поверхня (FF) тощо).
Болтові фланцеві з'єднання
Болтове фланцеве з’єднання – це складна комбінація багатьох факторів (фланець, болти, прокладки, процес, температура, тиск, середовище). Усі ці різноманітні елементи взаємопов’язані та залежать один від одного для досягнення успішного результату.
Надійність фланцевого з'єднання вкрай залежить від грамотного контролю процесу виготовлення з'єднання.
Типове болтове фланцеве з'єднання
Цитата з книги Джона Х. Бікфорда «Вступ до конструкції та поведінки болтових з’єднань»:
Ця важлива сила затиску, яка утримує з’єднання разом – і без якої не було б з’єднання – не створюється ні хорошим дизайнером з’єднань, ні високоякісними деталями. Він створюється механіком на робочому місці, використовуючи інструменти, процедури та умови роботи, які ми йому надали… І далі: Остаточним, основним творцем сили є механік, а час створення – під час складання. Тому для нас дуже важливо розуміти цей процес.
Протягом кількох років галузь визнавала критичний характер встановлення та складання.
В Європі наголос був зроблений на тому, щоб виготовлення з’єднань здійснювалося навченими та перевіреними техніками, і це призвело до публікації європейського технічного стандарту: TS EN 1591, частина 4 під назвою «Фланці та їх з’єднання. Правила проектування розбірних круглих фланцевих з'єднань. Кваліфікація компетенції персоналу зі складання болтових з’єднань, встановлених на обладнанні, що підпадає під дію Директиви щодо обладнання, що працює під тиском (PED)».
Стандарт надає методологію для навчання та оцінки техніків, які беруть участь у виготовленні та розриві фланцевих з’єднань, і його можна розглядати як аналог навчання, необхідного для зварювальників, які працюють з посудиною під тиском. Його публікація демонструє важливість компетентного контролю процесу виготовлення з’єднань для забезпечення герметичності фланця.
Прокладка – це лише одна з багатьох причин, чому болтове фланцеве з’єднання може протікати.
Навіть коли всі складні взаємопов’язані компоненти болтового фланцевого з’єднання працюють в ідеальній гармонії, єдиним найважливішим фактором, що веде до успіху чи невдачі цього болтового фланцевого з’єднання, буде увага, яку особа, яка встановлює прокладку, приділятиме належним процедурам встановлення та складання. . Якщо все зроблено належним чином, вузол залишатиметься герметичним протягом очікуваного терміну служби.
Зауваження автора…
Фланцеві з'єднання проти зварних з'єднань
Немає стандартів, які визначають, чи можна використовувати фланцеві з'єднання.
На новозбудованому заводі прийнято мінімізувати фланцеві з'єднання, тому що для з'єднання двох шматків труби потрібен лише один зварний шов. Це економить витрати на два фланці, прокладку, болти-шпильки, другий зварний шов, вартість НК для другого зварного шва тощо.
Деякі інші недоліки фланцевих з'єднань:
- Кожне фланцеве з’єднання може протікати (дехто стверджує, що фланцеве з’єднання ніколи не є герметичним на 100 відсотків).
- Системи з фланцевими трубами потребують набагато більше місця (подумайте лише про стелаж для труб).
- Ізоляція фланцевих трубних систем коштує дорожче (спеціальні фланцеві заглушки).
Звичайно, фланцеві з'єднання мають великі переваги; кілька прикладів:
- Нова лінія може містити кілька котушок труб і може виготовлятися в майстерні.
- Цю трубну котушку можна зібрати на заводі без необхідності зварювання.
- NDO (рентгенівський, гідротест тощо) на заводі не потрібен, оскільки це було зроблено в майстерні.
- Піскоструминна обробка та фарбування на заводі не потрібні, тому що навіть це було зроблено в майстерні
(потрібно усунути лише пошкодження фарби під час встановлення).
Як і в багатьох речах, у всьому є свої плюси і мінуси.
Час публікації: 30 травня 2020 р