Фланцевые соединения труб: виды, монтаж, уплотнения и правила герметичной сборки

Содержание

• Кольцевые канавки на зеркале фланца
• Затяжка болтов фланцевого соединения
• Воздействие коррозии
• Фланцевые заглушки

Фланцевые соединения являются одним из самых распространённых методов стыковки трубопроводов из стали в промышленности. Этот метод используется для соединения труб в системах водоснабжения, отопления, газоснабжения, а также в нефтегазовой отрасли.

Основные сферы применения фланцевых соединений включают:

• соединение труб между собой или с оборудованием из различных материалов;
• установка запорной и регулирующей арматуры;
• выполнение очистки трубопроводов;
• врезка измерительных приборов;
• изоляция участка трубы для проведения ремонтных работ.

Фланцевые соединения наряду с резьбовыми являются одними из самых популярных в различных отраслях, включая установку технологических трубопроводов и сборку сложных агрегатов, например, ракетных двигателей. Система стяжки по двум плоскостям обеспечивает прочное и герметичное соединение, где все компоненты равномерно нагружены и способны выдерживать высокие нагрузки без риска деформации или разрушения. Фланцы могут иметь разнообразную форму в зависимости от типа уплотнителя, установленного между ними. Наиболее распространённые типы фланцев: воротниковые, рассчитанные на давление 0,1 — 20 МПа при температуре от -200 до +600°C, и плоские, которые выдерживают давление до 2,5 МПа в диапазоне температур от -70 до +300°C.

Для уплотнения между фланцами обычно используются такие материалы, как:

• картон;
• паронит;
• резина;
• фторопласт;
• асбест;
• медь;
• латунь;
• нержавеющая сталь.

Прокладки из паронита применяются для трубопроводов, работающих с перегретой водой, сухими или нейтральными газами, паром, воздухом, аммиаком, азотом, кислородом и нефтепродуктами.

Резиновые прокладки предназначены для трубопроводов с неагрессивной рабочей средой, таких как горячая вода и инертные газы.

Фторопластовые прокладки используются для трубопроводов, в которых циркулируют агрессивные жидкости, такие как перегретая пресная вода, пар и нефтепродукты.

Кольцевые канавки на зеркале фланца

Зеркало фланца является основной рабочей поверхностью фланцевого соединения. На нем протачиваются концентрические канавки, которые служат для вдавливания в них мягкой прокладки при затяжке фланцевого соединения, что способствует улучшению герметичности. Выступы и впадины на зеркале фланца помогают правильно позиционировать прокладку и предотвращают её выталкивание под давлением рабочей среды.

Особое внимание к рельефу зеркала важно при комплектации полимерных трубопроводов, где роль рабочей поверхности выполняет торец втулок под фланец. Это гарантирует необходимый уровень герметизации соединения.

Затяжка болтов фланцевого соединения

Сборка фланцевых соединений является важным этапом монтажа. Для достижения максимальной герметичности следует соблюдать нормативные требования по последовательности затяжки болтов и усилию затяжки. В зависимости от типа фланцев, используемых в промышленности, методы их обслуживания могут различаться. Например, фланцевые соединения не рекомендуется использовать в подземных трубопроводах, которые предполагается заглубить. Эти соединения должны располагаться в смотровых колодцах или других местах, обеспечивающих доступ для осмотра и замены болтов и прокладок.

Воздействие коррозии

Фланцевые соединения подвержены воздействию высоких температур, напряжений и коррозии, что требует регулярного обслуживания. Без своевременного обслуживания коррозия может оказать негативное влияние не только на отдельные участки трубопровода, но и на всю систему. Черные металлы, такие как углеродистые стали и чугун, особенно подвержены коррозии, в отличие от цветных металлов и хромоникелевых сталей. Для защиты фланцев от коррозии используются покрытия из полимеров, таких как полипропилен и эпоксидная смола, а также цинковое покрытие в системах водоснабжения с температурой до +70°C.

Фланцевые заглушки

Фланцевые заглушки, или глухие фланцы, используются для закрытия отверстий в трубопроводах и прекращения движения рабочей среды. Это важный элемент для обеспечения надежной и безопасной работы системы. При этом нужно помнить, что межосевое расстояние фланцев, то есть расстояние между болтами, зависит от рабочего давления. Например, если задвижка рассчитана на 16 атм., а фланец рассчитан на 10 атм., то отверстия для болтов не совпадут, что приведет к невозможности правильного монтажа.