Фланцевые соединения

Фланцевые соединения

Фланцевые соединения, состоят из: собственно фланца; комплекта крепежных изделий (шпильки, гайки, шайбы); прокладки (паронитовые, фторопластовые, из терморасширенного графита, стальные и др.).

Фланцевое соединение удобно при монтаже и пользуется огромным спросом. Существует большое количество аспектов подбора фланцевых соединений, с вопросами о которых стоит обращаться только к специалистам.

Фланец- деталь трубопровода, предназначенная для монтажа отдельных его частей, а также для присоединения оборудования к трубопроводу.

Области применения

Фланец применяется при монтаже трубопроводов и оборудования практически во всех отраслях. Разнообразие материалов, из которых изготавливаются фланцы сегодня, позволяет использовать эту продукцию в качестве соединительных деталей трубопровода практически при любых условиях внешней среды (температуре, влажности и т. д.) и в соответствии со средой, проходящей по трубопроводу (в том числе и агрессивной).

Отличительные особенности и характеристики фланцев Существуют определенные характеристики фланцев:

1. Конструктивные.

Основой этой группы характеристик является конструкция фланца. На территории Российской Федерации и стран СНГ наибольшее распространение получили три фланцевых стандарта:

ГОСТ 12820-80 — фланец стальной плоский приварной.

ГОСТ 12821-80 - фланец стальной приварной встык.

ГОСТ 12822-80 - фланец стальной свободный на приварном кольце.

Фланцы по трем наиболее распространенным стандартам, упомянутые  выше предназначены для соединения трубопроводной арматуры и оборудования.

В силу конструктивных особенностей условия монтажа этих фланцев различаются. Фланец стальной плоский приварной. При монтаже фланец «надевается» на трубу и приваривается двумя сварными швами по окружности трубы.

Фланец стальной приварной встык. Монтаж такого фланца по сравнению с плоским приварным фланцем предусматривает только один соединительный сварной шов (при этом необходимо соединить встык торец трубы и «воротник» фланца), что упрощает работу и сокращает временные затраты.

Стальной свободный фланец на приварном кольце состоит из двух частей — фланца и кольца. При этом, естественно, фланец и кольцо должны быть одного условного диаметра и давления. Такие фланцы отличаются по сравнению с вышеперечисленными удобством монтажа, т.к. к трубе приваривается только кольцо, а сам фланец остается свободным, что обеспечивает легкую стыковку болтовых отверстий свободного фланца с болтовыми отверстиями фланца арматуры или оборудования без поворота трубы. Они часто используются при монтаже трубопроводной арматуры и оборудования в труднодоступном месте или при частом ремонте (проверке) фланцевых соединений (например, в химической промышленности).

2. Технологические.

Эти характеристики связаны с особенностями производства (из каких заготовок и по каким технологиям выполняется фланец).

Круглые и квадратные фланцы. В настоящее время выпускается небольшое количество задвижек, клапанов и т. п. трубопроводной арматуры, имеющей в качестве присоединительного узла фланец квадратный. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12815-80 до давления условного Ру 4 МПа (40 кгс/см2) предусмотрены по конструкции фланцы как круглые, так и квадратные. При заказе квадратных фланцев необходимо помнить, что существует прямая зависимость диметра фланца от условного давления: чем выше давление, тем меньшего диаметра фланец можно произвести.

Условный проход. Особенности его обозначения

Стоит сразу же отметить, что условный проход не является внешним диаметром трубы, а

обозначает проход (сечение), по которому протекает среда через фланцевое соединение.

Одной из особенностей фланцев стальных плоских приварных и стальных свободных на приварном кольце на диаметры условного прохода Ду 100, 125 и 150 мм является то, что возможны три их конструкции под различные наружные диаметры трубы.

Исполнение фланца

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 3), а для свободного фланца различные исполнения возможны только у приварного кольца. Поэтому при подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прихода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности.

Крепеж — это детали для неподвижного соединения частей машин и конструкций. К ним обычно относят детали соединений: болты, винты, шпильки, гайки, шурупы, глухари, шплинты, шайбы, заклепки, штифты и многое другое.

Крепежные изделия принято делить на две основные группы:

1. Общепромышленный — крепеж, применяемый практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства, не обладающий узкими специализированными характеристиками.

2. Крепеж специального  назначения- характеризуется узкоспециализированной  областью  применения(например, автомобильный, железнодорожный, и др.) .

Фланцевый крепеж- предназначен для соединения деталей трубопроводов.

К деталям фланцевого крепежаотносятся: болт, шпилька, гайка, шайба.

Этим деталям даны следующие определения:

Болт- крепкая деталь для разъемного соединения частей машин и сооружений в виде стержня с резьбой на одном конце и шести- или четырехгранной головкой на другом.

Гайка- деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой. Крепежная гайка в резьбовом соединении навинчивается на конец болта или на резьбовой участок вала, оси для закрепления от осевого перемещения сидящих на них деталей - подшипников качения, шкивов и т.п.

Шайба — деталь, подкладываемая под гайку или головку винта.

Шпилька — крепежная деталь, представляющая собой металлический стержень с резьбой на обоих концах.

 

 

 

 

 

 

 

Предохранительные клапаны

Предохранительный клапан — трубопроводная арматура, предназначенная для защиты от механического разрушения оборудования и трубопроводов избыточным давлением, путём автоматического выпуска избытка жидкой, паро- и газообразной среды из систем и сосудов с давлением сверх установленного. Клапан также должен обеспечивать прекращение сброса среды при восстановлении рабочего давления. Предохранительный клапан является арматурой прямого действия, работающей непосредственно от рабочей среды, наряду с большинством конструкции защитной арматуры и регуляторами давления прямого действия.

Классификация предохранительных клапанов

По принципу действия: клапаны прямого действия - обычно именно эти устройства имеют в виду, когда используют словосочетание предохранительный клапан, они открываются непосредственно под действием давления рабочей среды; клапаны непрямого действия — клапаны с управлением путём использования постороннего источника давления или электроэнергии, общепринятое название таких устройств импульсные предохранительные устройства;

По характеру подъема замыкающего органа: клапаны пропорционального действия (используются на несжимаемых средах); клапаны двухпозиционного действия

По высоте подъема замыкающего органа: малоподъемные; среднеподъемные; полноподъемные

По виду нагрузки на золотник: грузовые или рычажно-грузовые; пружинные; рычажно-пружинные; магнито-пружинные.

Принцип действия:

На поясняющем рисунке справа - чертёж типичного пружинного клапана прямого действия. На его примере рассмотрим типичную конструкцию. Обязательными компонентами конструкции предохранительного клапана прямого действия являются запорный орган и задатчик, обеспечивающий силовое воздействие на чувствительный элемент, связанный с запорным органом клапана. Запорный орган состоит из затвора и седла. Если рассматривать поясняющий рисунок, то в этом простейшем случае затвором является пружина. С помощью задатчика клапан является золотник, а задатчиком выступает пружина. С помощью задатчика клапан настраивается таким образом, чтобы усилие на золотнике обеспечивало его прижатие к седлу запорного органа и препятствовало пропуску, обеспечивало рабочей среды, в данном случае настройку производят специальным винтом.

Когда предохранительный клапан закрыт, на его чувствительный элемент воздействует сила от рабочего давления в защищаемой системе, стремящаяся открытию. С возникновением в системе возмущений, вызывающих повышение свыше рабочего, уменьшается величина прижатия золотника к седлу.  тот момент, когда сила станет равной нулю, наступает равновесие активных сил от воздействия давления в системе и задатчика чувствительный элемент клапана. Запорный орган начинает открываться, если давление в системе не перестанет возрастать, происходит сброс рабочей среды через клапан.

С понижением давления в защищаемой системе, вызываемом сбросом среды, исчезают возмущающие воздействия. Запорный орган клапана под действием усилия от задатчика закрывается.

Давление закрытия в ряде случаев оказывается на 10-15 % ниже рабочего давления, это связано с тем, что для создания герметичности запорного органа после срабатывания требуется усилие, значительно большее, чем, то, которого было достаточно для поддержания герметичности клапана перед открытием. Это объясняется необходимостью преодолеть при посадке силу сцепления молекул среды, проходящей через щель между уплотнительными поверхностями золотника и седла, вытеснить эту среду. Также понижению давления способствует запаздывание закрытия запорного органа, связанное с воздействием на него динамических усилий от проходящего потока среды, и наличие сил трения, требующих дополнительного усилия для его полного закрытия ;

Рисунок 1 – Клапан

1—колпак; 2—резьбовая втулка; 3—пружина; 4—крышка; 5—корпус; 6—.золотник.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заглушки

Заглушка - это разновидность фитинга, предназначенная для закрывания концевых отверстий в трубопроводах и изготовления емкостей. Материалом для изготовления заглушек служат легированные, углеродистые и нержавеющие стали различных марок. Производятся преимущественно методом штамповки.

Заглушки фланцевые стальные используются в трубопроводных системах нефтяной, газовой, химической промышленности и смежных отраслях. Заглушки используют для того, чтобы перекрыть концевые отверстия трубопроводов, либо перегородить их просвет. Кроме того, заглушки применяются для изготовления емкостей, которые работают под давлением: котлов, сосудов, аппаратов, а также на предприятиях энергетической, нефтяной, газовой и химической промышленности.

Заглушки классифицируются по различным характеристикам:

По способу фиксации заглушки могут быть фланцевыми, плоскими приварными, межфланцевыми, поворотными, эллиптическими, сферическими и др.

По форме - эллиптическими, квадратными, сферическими.

По способу изготовления — методом горячей штамповки, способом газовой вырезки из листа.

По способу монтажа/эксплуатации - для создания герметичного соединения на длительный период и быстросъемные.

Фланцевые стальные заглушки переносят температуру рабочей среды от -70 до + 600 °С. Фланцевые заглушки высокоустойчивы к влиянию агрессивных сред. Такие заглушки труб употребляются для нефтегазовых и химических трубопроводов.

В трубопроводах с менее широким диапазоном температур, рабочей среды используются плоские приварные заглушки и эллиптические заглушки для труб.

Эллиптические заглушки представляют из себя эллипс (половина фигуры), производятся при помощи метода штампования. Применение заглушек данного вида не ограничивается использованием для герметизации трубопровода. В некоторых случаях, эллиптические заглушки используются как днища при изготовлении емкостей высокой прочности. Заглушки и днища предназначены для перекрытия неиспользуемых участков трубопроводов и применяются в различных областях для строительства и ремонта технологических трубопроводов, трубопроводов пара и горячей воды, трубопроводов ТЭС и АЭС, магистральных и  промысловых трубопроводов.

Рисунок 2 – Заглушка фланцевая.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3апорная арматура

Запорная арматура — вид трубопроводной арматуры, предназначенный для перекрытия потока воды. Она имеет наиболее широкое применение и составляет обычно около 80% от всего количества применяемых изделий. К запоорноййй арматуре относят и проноспускную и контольно-спускную арматуру, используемую для проверки уровняжидкой среды в ёмкостях, отбора проб, выпуска воздуха из верхних полостей, дренажа и т.д.

Типы устройств

К запорной арматуре относят:

-Краны

-Клапаны(вентили)

-Задвижки

-Заслонки(поворотные затворы)

Требования к маркировке и документации

Запорная арматура должна иметь следующую маркировку:

-наименование или товарный знак изготовителя;

-условный проход, мм;

-условное давление, МПа (допускается указывать рабочее давление и допустимую температуру);

-направление потока среды;

-марку материала корпуса.

Арматура с условным проходом более 20 мм, изготовленная из легированной стали или цветных металлов, должна иметь паспорт установленной формы, в котором должны быть указаны данные по химсоставу, механическим свойствам, режимам термообработки и результатам коитроля качества изготовления неразрушающими методами.