Изготовление сегментных фланцевых соединений: особенности фланцев, виды и промышленное применение
Что такое фланцевые соединения: где они используются, каково их назначение, и как применение фланцев упрощает процесс изготовления металлических изделий? Как фланцевые соединения являются неотъемлемой составляющей трубопроводов?
- Изготовление секционных фланцевых соединений: классификация, назначение фланцев
- Крепежи для фланцевых соединений
- Уплотнительные прокладки для фланцевых соединений
- Классификация фланцев
- Материалы для производства фланцев
- Технология изготовления
- Метод монтажа фланцев: подготовка деталей
Изготовление секционных фланцевых соединений: классификация, назначение фланцев
Фланцевые секционные соединения являются неотъемлемой частью большинства технологических, промышленных процессов. Они применяются при разработке металлических конструкций, в частности трубопроводов. Получается, что изготовление сегментных фланцевых соединений в первую очередь должно быть направлено на обеспечение надежности, герметичности, длительной эксплуатации собираемых изделий. Стоит отметить, что низкое качество соединения может привести к материальным расходам (повторное проведение работ), повысить опасность эксплуатации готового объекта.
Стандартизация фланцевых соединений: основные компоненты
Главным элементом креплений является фланец – металлический диск пористой структуры, обеспечивающий максимально плотное прилегание готовых узлов, креплений аппаратных установок. При создании фланцевых соединений необходимо соблюдать определенные стандарты – для правильного функционирования отдельных составляющих, достижения максимального срока службы готовой детали. Монтаж фланцев осуществляется посредством специальных крепежей с применением особого сварочной технологии.
Таким образом, фланцевое соединение состоит из трех основополагающих элементов:
1. Крепёжные элементы;
3. Уплотнители (прокладки).
Крепежи для фланцевых соединений
Рассмотрим более подробно типы креплений во фланцевых узлах. Специализированный крепеж традиционно состоит из фланцевых шпилек, граверов, гаек разных размеров. Комбинация крепежных составляющих позволяет использовать их для конкретных видов фланцев в соответствии с диаметром отверстий (измеряются в миллиметрах). Существуют регулирующие производство крепежей технические требования, указанных в нормативной документации государственного или международного образца.
Например, резьбовые соединения обладают четко установленным критерием, касающимся шага резьбы. Однако большинство деталей набора фланцевых креплений имеют унифицированные показатели, которые определяются международными стандартами качества. Сейчас в Российской Федерации большинство такого рода продукции изготавливается в рамках стандартизации ГОСТ, в других же странах (в Америке, Японии, в некоторых европейских государствах) применяется аналогичная, но более упрощенная, система ANSI/ASME.
Уплотнительные прокладки для фланцевых соединений
Прочность, надежность сегментных соединения во многом определяется качеством и правильным подбором уплотнительной прокладки. Многие специалисты настаивают на том, что применение уплотнительных фланцевых прокладок просто необходимо для создания данной конструктивной детали. Под прокладкой принято понимать отдельно сжатый элемент крепления, располагающийся между частями трубопровода в сжатом положении. Под воздействиями высокого давления изделие заполняет собой необходимые промежуток, тем самым увеличивая плотность прилегания слоев.
Подобрать фланцевую прокладку не так легко, как кажется на первый взгляд. В магазинах представлен широкий выбор всевозможных товаров похожего назначения. Чтобы быть уверенным в правильность выбора продукции – следует заранее определиться с материалом и формой прокладки, а также с технологией ее установки. Специалисты выделяют полностью металлические, полуметаллические, неметаллические прокладки для фланцевых соединений. К каждому из вышеперечисленных видов предъявляется ряд требований:
1. Материал должен микроскопически плотно прилагать к разным по структуре поверхностям;
2. Элемент должен обладать высокой устойчивостью к негативным факторам окружающей среды, а также к воздействию различных химических реагентов;
3. Фланцевая прокладка за счет своей текстуры должна выдерживать длительное влияние высоких или наоборот экстремально низких температур (определённых параметров давления).
Отличительные черты и назначение фланцевых секционных соединений
Благодаря уникальность конструкции изделия и простоте монтажа, он используется в производстве трубопроводов и отдельных составляющей данной системы. Такая сфера применения крепления обусловлена максимально быстрым и простым в осуществлении процессом сборки, а также возможность экстренной замены запорной арматуры и фитинга. В результате, наблюдается более надежная стыковка деталей трубопровода, различных по своему строению.
Технология изготовления фланцев позволяет применять их в качестве основного компонента трубопроводов с отличными друг от друга средами. Единственным требованием при подборе фланцевых элементов для определённой среды трубопроводной системы является правильный выбор материалов (помимо этого могут создаваться композитные изделия, которые в свою очередь повышают устойчивость черных, цветных металлов к неким химическим реагентам).
Что же касается назначения фланца, в особенности ниже перечисленные примеры касаются фланцев стальных, то тут стоит отметить:
1. Они способствуют быстрому завершению ремонтных работ отдельных частей трубопроводной системы, а также участвуют в профилактических мероприятиях по восстановлению структуры, по очистке труб от скопившихся загрязнений (пылевых скоплений, излишек водных масс);
2. С помощью изготовленных под заказ фланцев проводится модернизация деталей металлических конструкций разных конфигураций;
3. Облегчается замена составных элементов трубопровода, последующий процесс сборки.
Важно: Как показывает практика, не все типы фланцевых соединений подходят для данных задач. Для изготовления трубопроводов применяются лишь фланцы сквозной, глухой формы (так называемая фланцевая заглушка), а также продукция приварного, резьбового, свободно вращающегося видов.
Классификация фланцев
Активное развитие современных технологий привело к тому, что комплектация технологических трубопроводов пополнилась самыми разными видами конструкций данной детали. Как мы уже упоминали, фланцевые соединения состоят из трех основных элементов: фланца, прокладки, крепежей (они имеют важно значение при объединении штуцера трубопровода). Основная задача узла – это соединение трубопроводных составляющих либо присоединение к трудам дополнительных приспособлений.
Выделяют несколько основных классификация фланцев в зависимости от различных критериев. По конструктивным особенностям они подразделяются на свободные и цельные. Последние вместе с корпусом испытывают на себе равнозначные силовые, механические нагрузки – процесс изготовления фланцев такого типа предполагает использование арматуры в условиях штамповки или отливки, а также комбинацию этих операций и сварки. Свободные же фланцевые соединения – это по сути металлический диск, прикрепленный к отбортованному краю трубы (к предварительно приваренному фланцу). Каждая модификация имеет свои отличительные черты. Отметим только, что детали фланец свободного типа обладают меньшей прочностью, жесткостью.
В зависимости от своего назначения фланцы подразделяются на два вида: для трубопроводов и для арматуры (то есть для присоединения дополнительного оборудования к всевозможным металлическим конструкциям). Для первой модификации характерно изготовление фланцев на заказ для создания максимально универсальной продукции – впоследствии они используются в транспортном, жилищно-коммунальном хозяйстве. С их помощью осуществляется перегонка нефти, разработка теплопроводных систем.
Материалы для производства фланцев
Основным компонентном несомненно является фланец, зачастую выполненный из нержавеющей стали или чугуна (серого и ковкого вида). При создании изделий под заказ компания может пойти на встречу заказчику и выполнить операцию с иным материалом, при этом он должен отвечать всем установленным техническим, эксплуатационным характеристикам. Изготовление фланцевых соединений также может производится с использованием полипропилена, бронзы, латуни, алюминия. В последнее время особой популярностью в промышленности пользуется полипропилен – детали из него устанавливаются на полимерные трубы.
К каждому типу продукции устанавливаются определенные требования в соответствии с необходимым давлением трубопровода, температурным режимом и иными показателями (материал изготовления отдельных частей трубопроводной системы также влияния на критерии выбора изделия). Самые жесткие стандарты характерны для материалов уплотнительных элементов, так как именно они отвечают за герметичность соединения. Таким образом, при производстве прокладок используют резину с высокой стойкостью к воздействию кислот, щелочей и резких перепадов температур.
Технология изготовления
Для создания надежных фланцевых соединений под заказ и в заводских условиях применяют следующие способы:
1. Ковка, штамповка;
2. Получение отливок во вращающихся формах;
3. Производство фланцевых соединений нестандартной формы или размеров осуществляется посредством горячей поковки из заготовок (прокатных колец);
4. Лазерная резка стальных листов;
5. Применение специализированного, полуавтоматического оборудования (стандартный завод по изготовлению фланцев чаще всего располагает небольшим количеством станков типа ЧПУ).
Самым распространенным способом серийного выпуска изделий является штамповка в закрытых формах. Самым затратным методом специалисты называют резку стальных листов (данная технология используется при разработке фланцев под заказ). Она требует использования дополнительного дорогостоящего оборудования ультразвукового контроля (недостаточное количество каверн).
Важно: Для повышения защитных свойств соединения от влияния агрессивных сред на фланцы наносят специальный состав, который увеличивает срок службы. Поверхность покрывается никелем, цинком, хромом и другими веществами, препятствующими механическим нагрузкам.
Метод монтажа фланцев: подготовка деталей
Одним из важнейших этапов изготовления фланцевых соединения является технологический процесс монтажа фланцев. Первоначально проводится подгонка всех элементов узла – перед установкой все детали проходят тщательную проверку с использованием специального, высокотехнологичного оборудования. К таким мероприятиям относятся:
1. Проверка покрытия на наличие царапин, неровностей, вмятин;
2. Очистительные работы;
3. Визуальная диагностика и проверка покрытия на наличие коррозийного слоя;
4. Подготовка болтов к резьбе (устранение неровностей, в частности заусенцев стали);
5. Смазка специальным составов резьбы болтов.
После того, как подготовительные работы будут завершены следует переходить к пробной установки уплотнительной прокладки. Обратите внимание, что здесь следует использовать новые прокладки либо несколько старых. Далее проводится затяжка болтов по специально разработанной схеме – за счет которой достигается надежность стыковки деталей, герметичность конструкции.
Существует максимально простая схема установки болтов:
1. Сначала следует затянуть первые болты, причем делать это нужно не в полную силу;
2. Далее осуществляется монтаж второго и последующих болтов;
3. Последующая часть монтажа предполагает установку болтов, таким образом, чтобы они на четверть отступали от первого.
Важно: Последующий монтаж болтов проводится в крестообразной последовательности.
Фланцевые соединения различных модификаций это важная составляющая для проведения трубопровода. От качества деталей и правильного монтажа конструкции зависит долговечность, безопасность эксплуатации всей системы. Особое внимание при изготовлении соединений стоит уделять выбору материалов. Готовые товары требуют многократной проверки на всех этапах производства, чтобы исключить возможность малейшего брака.
