Ce sunt conexiunile cu flanșă? Tipuri de conexiuni cu flanșe. Conexiuni cu flanșe în industrie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-09 14:15

Conexiunile cu flanșe sunt adesea folosite în industrie. Acestea trebuie să asigure etanșeitatea și rezistența structurilor asamblate. Rolul unei conexiuni de în altă calitate este important, deoarece o legătură instabilă poate duce la pierderi mari și amenință pericolul pentru personalul de întreținere. Elementul principal de legătură este flanșa. Această piesă este un disc metalic și oferă o conexiune detașabilă puternică și strânsă. Flanșa și-a găsit aplicația în industria transportului prin conducte, utilități publice. Datorită utilizării diferitelor materiale pentru fabricarea sa, acesta devine un element aproape universal al structurilor conductelor.

Tipuri de flanse

Pentru conductele tehnologice, au fost dezvoltate un număr mare de modele ale acestei piese. Toate conexiunile cu flanșe constau din următoarele elemente - flanșe, garnituri, elemente de fixare. Sarcina principală atribuită acestui nod este de a combina părți ale conductei sau de a conecta la conducteechipament adițional. Flanșele sunt împărțite în tipuri în funcție de diferiți parametri. Prin design, acestea sunt împărțite în:

• întregi;
• gratis.

Diferenta consta in faptul ca flansele dintr-o bucata impreuna cu corpul sufera, respectiv, aceleasi sarcini. Sunt realizate împreună cu fitinguri în proces de turnare sau ștanțare, iar alinierea se poate face și prin sudare. În ceea ce privește cele libere, acestea sunt un disc care este atașat de o flanșă sudată sau de marginea cu flanșă a țevii. Ambele tipuri au atât dezavantaje, cât și avantaje. Flanșele libere sunt ușor de asamblat, designul lor facilitează alinierea găurilor pentru știfturi. Dezavantajul este mai puțină rezistență și rigiditate decât flanșele solide.

Separarea flanselor in functie de scop:

• Pentru fitinguri și conducte. Conexiunile cu flanșe ale conductelor de acest tip sunt utilizate pentru toate tipurile și ramurile de conducte, transport și locuințe și servicii comunale.
• Pentru vase și aparate, astfel de conexiuni sunt folosite pentru distilarea uleiului, echipamente pentru sistemele de alimentare cu căldură, precum și rezervoare pentru rezervare.

Standarde

Toate flanșele sunt împărțite în mai multe tipuri, în funcție de GOST și execuție:

1. Flanșele turnate sunt realizate ca o singură unitate cu corpul. Pot fi turnate din oțel sau fontă.
2. Blanșe din oțel care sunt filetate pe gât. Acest tip are o aplicație destul de limitată și este utilizat în principalpentru conducte de joasă presiune.
3. Blanșe pentru guler. Sunt un produs din otel, care se obtine prin sudura cap la cap. Scopul flanșelor de guler este de a conecta conductele cu presiune în altă și medie. Acest tip are avantajul de a fi ușor de instalat și economic. În comparație cu flanșele sudate plate, pe care le vom lua în considerare în paragraful următor, acestea reduc intensitatea muncii de fabricație cu o medie de 20% și cantitatea de lucru de sudare la jumătate.
4. Flanșe plate sudate. Sunt fabricate din oțel și astfel de conexiuni cu flanșe sunt folosite pentru conductele de proces.
5. Blanșe libere. Această specie are propriile caracteristici și este împărțită în trei subspecii:

• cu guler, se folosesc pentru conducte cu medii agresive, de care gulerul protejeaza flansa in sine;
• pe o țeavă cu flanșă;
• pe un inel sudat, sunt folosite pentru conducte din metale neferoase - cupru și aliajele acestuia, aluminiu și oțel inoxidabil;

Opțiuni de selectare a conexiunii

1. Forma conexiunii cu flanșă. Flanșele pot fi: rotunde, ovale sau dreptunghiulare.
2. Pas condiționat. Mărimea acestuia corespunde secțiunii interioare a flanșei prin care va curge mediul.
3. Design. Acest parametru reglează conexiunile cu flanșe, GOST 12815-80 include 9 categorii de performanță diferite.
4. Presiune. Conexiunile pot rezista la presiunea nominală maximă, depindeasupra designului și dimensiunilor geometrice ale flanșei. Acest parametru este prevăzut și de documentul de reglementare principal.
5. Material. Pentru fabricarea fontei, carbonului, aliajelor, inoxului. Materialul este selectat în funcție de mediul de aplicare utilizat. Pot fi folosite și metale de mare valoare.

Imbinare izolatoare electric

Conexiunea cu flanșă izolatoare prezintă o serie de diferențe față de alte tipuri și are sarcina de a împiedica trecerea curentului electric, precum și de a proteja împotriva coroziunii electrochimice. Majoritatea conductelor sunt amplasate în subteran, unde este posibil să apară curenți vagabonzi. În general, acestea nu reprezintă un pericol pentru întreaga conductă la intrare, dar sunt foarte periculoase la punctul de ieșire. Un astfel de impact poate duce la distrugerea metalului, formarea de fisuri și scurgerea lichidului sau gazului transportat, racordul flanșei izolatoare asigură siguranța necesară. Se compune din flanse, garnituri speciale izolate, bucse si elemente de fixare. O astfel de conexiune este utilizată în următoarele cazuri:

• la granița conductei și tranziția acesteia de la furnizor la consumator;
• când țevile sunt flanșate pentru a se potrivi cu diferitele materiale din care sunt fabricate;
• pe conducte care sunt amplasate în zona surselor de curenți vagabonzi;
• la ieșirea unei rețele de conducte izolate care se conectează la o conductă neizolată;
• pe secțiunile de la sol ale distribuției de gazestații.

Alte tipuri de conexiuni cu flanșă

• Conexiuni cu flanșă de măsurare. Acestea asigură conectarea rețelelor de conducte cu echipamente suplimentare și dispozitive de măsurare.
• Conexiuni de în altă presiune. Astfel de noduri sunt supuse unor sarcini variabile de la mecanismele de operare. Prin urmare, pentru a asigura densitatea și rezistența, precum și durabilitatea, în timpul instalării trebuie respectate o serie de nuanțe tehnologice. Rasucirea crampoanelor se face treptat in cerc si intr-o anumita secventa. Conexiunile cu flanșe pot fi făcute mai puternice folosind o garnitură de tip lentilă. Pentru a utiliza acest tip de garnitură, mai întâi este necesar să șlefuiți direct suprafața atât a garniturilor, cât și a țevilor. Conexiunile cu flanșă filetate sunt cea mai bună opțiune pentru acest tip. Poate fi folosit și împreună cu o garnitură pentru lentile, metal plat. Etanșeitatea maximă a flanșei este asigurată prin utilizarea materialelor pentru garnituri plate, cum ar fi cuprul sau aluminiul.

Lacăt cu flanșă. Această conexiune prin proiectare este pe deplin conformă cu flanșa, diferența constă în faptul că, în loc de elementele de fixare obișnuite - șuruburi și știfturi, se folosește un design special sub forma unei benzi care comprimă flanșele și se strânge cu șuruburi. În astfel de conexiuni, nu există găuri de-a lungul diametrului flanșelor. Acest tip s-a dovedit în nodurile care necesită deconectare-conectare rapidă și periodică. În acest caz, puteți utiliza flanșe sudate plate sau sudate cap la cap

Dispozitive de fixare cu flanșă

Pentru instalarea racordurilor cu flanșă, sunt necesare elemente de fixare. Pentru fixarea conductelor se folosesc următoarele elemente de fixare: șurub, piuliță, știft și șaibă. Deoarece conexiunile cu flanșe ale conductelor sunt un design destul de responsabil, cerințele sunt impuse elementelor de fixare în conformitate cu următorii parametri:

1. miercuri. Ea poate fi sau nu agresivă. Pe baza acestei setari de mediu, dispozitivul de fixare este selectat. Pentru mediile agresive, se preferă oțelul cu proprietăți anticorozive. De asemenea, este posibil să utilizați acoperiri speciale care previn coroziunea.
2. Temperatura. Aici joacă un rol temperatura lichidului sau gazului care va fi transportat prin această conductă, precum și regimul de temperatură al mediului. Fiecare material are un interval de temperatură de lucru, în funcție de care este selectat produsul. Dacă mediul înconjurător nu depășește -30 ºС, pot fi folosite grade obișnuite de oțel, pentru temperaturi mai scăzute se folosesc grade rezistente la frig.
3. Presiune. Cu cat presiunea de lucru este mai mare, cu atat parametrii trebuie sa aiba mai mare materialul folosit, din care se realizeaza bolturile pentru racordurile cu flanse.
4. Indicatorii elementelor de fixare: tip filet, pas, lungime.
5. Material. Oțelul folosit la fabricarea elementelor de fixare pentru îmbinările cu flanșe poate fi clasificat în patru categorii:

• oțel carbon de uz general, temperatura de lucru nu trebuie să depășească 200 °C, iar diametrul maxim este de 48 mm;
• oțel carbon, utilizat pentru produse de în altă precizie, temperatura de funcționare nu poate fi mai mare de 300 ºС;
• oțel carbon de în altă calitate, elementele de fixare din acest material pot fi operate la temperaturi peste 450 ºС;
• oțeluri aliate care au proprietăți rezistente la căldură și anticorozive.

Utilizarea limitată a elementelor de fixare

Alegerea elementelor de fixare este determinată de parametrii de mai sus, dar există unele limitări:

1. Elementele de fixare care funcționează la presiune de lucru de până la 25 kgf/cm nu sunt limitate de alegerea tipului de produs. În ceea ce privește presiunea care depășește această cifră, se pot folosi doar știfturi pentru îmbinările cu flanșă, utilizarea șuruburilor este interzisă.
2. Clasa de oțel pentru perechea bolț-piuliță poate fi aleasă fie aceeași, fie diferită. Dacă se folosește un material, rezistența piuliței trebuie să fie mai mică decât rezistența știftului cu 20 de unități.

Există un știft GOST special pentru conexiunile cu flanșă, în funcție de care sunt selectate dimensiunile nominale ale elementului de fixare. Alegerea dimensiunilor depinde de presiunea de lucru la care va fi supus tijera.

Tampoane

Această piesă este inclusă într-o conexiune cu flanșă izolată pentru a asigura etanșeitatea necesară între flanșe. Garniturile sunt împărțite în diferite tipuri în funcție de anumiți parametri. Depinzând dematerialul din care sunt confectionate, exista categorii:

• metal;
• nemetalice;
• combinat.

Distribuirea garniturilor în funcție de elasticitate:

• elastic;
• hard.

Această proprietate predetermina materialul din care sunt realizate garniturile pentru conexiunile cu flanșe. Elasticele sunt obținute din specii combinate și nemetalice. Garniturile rigide sunt în principal metalice, dar și nemetalice, obținute din materiale precum fibre, cauciuc dur, paronită etc.

Caracteristicile de design ale garniturii

Pe această bază, garniturile pentru conexiunile cu flanșă sunt împărțite în:

• Plate (pot fi atât metalice, nemetalice și combinate), sunt utilizate în conexiuni cu suprafețe plane. Diametrul interior al garniturilor plate ar trebui să fie cu 1-3 mm mai mare decât diametrul țevii.
• Garniturile lentilelor sunt fabricate din oțel carbon și aliat și pot fi fie rigide, fie flexibile.
• Oval oferă o etanșare bună cu încărcare moderată a șuruburilor. Contactul produsului de garnitură are loc de-a lungul circumferinței exterioare și interioare cu flanșa. Materialul pentru aceste garnituri este fie oțel carbon, fie oțel inoxidabil.
• Garniturile ondulate pot fi fie metalice, fie nemetalice. Sunt realizate dintr-o foaie subțire de cupru, oțel moale, carton de azbest este folosit ca material nemetalic sauhârtie. Diametrul interior corespunde diametrului flanșei, iar diametrul exterior este reglat de locația șuruburilor.
• Spirala se referă la garniturile elastice. O astfel de garnitură este formată din trei elemente - o parte spirală și două inele restrictive.
• Garnituri dințate, materialul pentru aceste garnituri este oțel moale sau oțel aliat. O conexiune cu flanșă izolată cu acest tip de garnitură poate fi operată la temperaturi care nu depășesc 480 ºС.

Calcul racordurilor cu flanșe

După stabilirea tipului de flanșă, în funcție de destinația acesteia, de tipul produsului de garnitură, precum și de materialele din care va fi realizat produsul, proiectanții selectează dimensiunile necesare ale piesei conform tabelelor speciale. Ele sunt prezentate în GOST-urile relevante. Chiar dacă flanșele sunt piese standard, este foarte adesea necesară proiectarea unui produs personalizat. Sistemul de calcul include următoarele elemente:

1. Calculul deformațiilor plastice la baza bucșelor, acesta se aplică îmbinărilor care funcționează la temperaturi și presiuni scăzute.
2. Luarea în considerare a momentului de încovoiere extern care rezultă din sarcina asupra șuruburilor. Acest parametru determină caracteristicile de rezistență ale flanșei.
3. Calculul tensiunilor emergente, în special pentru produsele care sunt obținute prin sudare.
4. Selectarea pasului șuruburilor, definit incorect, acest parametru poate provoca deformarea inelelor flanșei între șuruburi.

Calculul conexiunilor cu flanșe trebuie să țină cont de tipul de sarcină. Există două opțiuni -în primul caz, sarcina de la șuruburi este transferată la garnitură, în al doilea caz, sarcinile sunt distribuite uniform între garnitură și inelul de sprijin.