Фланец — это выступающий гребень, выступ или обод , как внешний, так и внутренний, который служит для увеличения прочности (как фланец железной балки, такой как двутавровая или тавровая балка ); для легкого крепления/передачи контактного усилия с другим объектом (как фланец на конце трубы , парового цилиндра и т. д. или на креплении объектива камеры ); или для стабилизации и направления движений машины или ее частей (как внутренний фланец колеса железнодорожного вагона или трамвая , который удерживает колеса от схода с рельсов ) . Фланцы часто крепятся с помощью болтов по схеме окружности болтов .
Фланцы играют ключевую роль в системах трубопроводов, обеспечивая легкий доступ для обслуживания, осмотра и модификации. Они обеспечивают возможность соединения или разъединения труб и оборудования без необходимости сварки, что упрощает установку и сокращает время простоя во время ремонта или модернизации . Кроме того, фланцы облегчают выравнивание труб, обеспечивая надлежащую посадку и минимизируя нагрузку на систему.
Фланец также может быть пластиной или кольцом, образующим обод на конце трубы при креплении к трубе (например, фланец шкафа ). Глухой фланец — это пластина для закрытия или закрывания конца трубы. Фланцевое соединение — это соединение труб, где соединительные детали имеют фланцы, с помощью которых детали скрепляются болтами.
Хотя слово «фланец» обычно относится к фактическому приподнятому ободу или кромке фитинга, многие фланцевые сантехнические фитинги сами по себе известны как фланцы.
Обычные фланцы, используемые в сантехнике, — это фланец Surrey или фланец Danzey, фланец York , фланец Sussex и фланец Essex. Фланцы Surrey и York устанавливаются на верхнюю часть бака с горячей водой, позволяя забирать всю воду без помех в баке. Их часто используют для обеспечения равномерного потока воды в душевые. Для фланца Essex требуется просверлить отверстие в боковой части бака .
Также есть фланец Warix, который такой же, как фланец York, но выход душа находится сверху фланца, а вентиляционное отверстие сбоку. Фланцы York и Warix имеют адаптеры с внутренней резьбой, поэтому они подходят к баку с мужской резьбой, тогда как фланец Surrey подключается к баку с женской резьбой.
Фланец шкафа обеспечивает крепление для унитаза .
Компоненты трубопровода могут быть соединены болтами между фланцами. Фланцы используются для соединения труб друг с другом, с клапанами, с фитингами и со специальными элементами, такими как фильтры и сосуды под давлением. Крышка может быть присоединена для создания «глухого фланца». [1] Фланцы соединяются болтами, а герметизация часто выполняется с использованием прокладок или других методов. Могут быть включены механические средства для смягчения последствий утечек, такие как брызгозащиты или специальные брызгозащиты. Отрасли, в которых обрабатываются легковоспламеняющиеся, летучие, токсичные или едкие вещества, больше нуждаются в специальной защите на фланцевых соединениях. Фланцевые ограждения могут обеспечить этот дополнительный уровень защиты для обеспечения безопасности. [2]
В мире существует множество различных стандартов фланцев. Для обеспечения легкой функциональности и взаимозаменяемости они разработаны со стандартизированными размерами. К общепринятым мировым стандартам относятся ASA/ASME (США), PN/DIN (европейский), BS10 (британский/австралийский) и JIS/KS (японский/корейский). В США действует стандарт ASME B16.5 (ANSI прекратил публикацию B16.5 в 1996 году). ASME B16.5 охватывает фланцы размером до 24 дюймов и номинальным давлением до класса 2500. Фланцы размером более 24 дюймов охватываются ASME B16.47.
В большинстве случаев стандарты взаимозаменяемы, поскольку большинство местных стандартов были приведены в соответствие со стандартами ISO; однако некоторые местные стандарты все еще различаются. Например, фланец ASME не будет сопрягаться с фланцем ISO. [ требуется ссылка ] Кроме того, многие фланцы в каждом стандарте разделены на «классы давления», что позволяет фланцам выдерживать различные номинальные давления. Опять же, они, как правило, не являются взаимозаменяемыми (например, ASME 150 не будет сопрягаться с ASME 300). [3]
Эти классы давления также имеют различные номинальные значения давления и температуры для различных материалов. Уникальные классы давления для трубопроводов также могут быть разработаны для технологического завода или электростанции; они могут быть специфичны для корпорации, подрядчика по инженерным закупкам и строительству (EPC) или владельца технологического завода. Классы давления ASME для фланцев с плоской поверхностью — это класс 125 и класс 250. Классы для фланцев с кольцевым соединением, фланцев с выступающей поверхностью — это класс 150, класс 300, класс 400 (необычный), класс 600, класс 900, класс 1500 и класс 2500. [3]
Поверхности фланцев также изготавливаются по стандартным размерам и обычно имеют вид «плоской поверхности», «выступающей поверхности», « шип-паз » или « кольцевое соединение », хотя возможны и другие нестандартные стили.
Фланцевые конструкции бывают « приварные воротниковые », «надвижные», «нахлесточные», «раструбные», « резьбовые », а также «глухие». [3]
Фланцы бывают разных типов, каждый из которых предназначен для удовлетворения конкретных требований, основанных на таких факторах, как давление, температура и применение. Некоторые распространенные типы включают:
Фланцы труб, которые изготавливаются по стандартам, указанным в ASME B16.5 или ASME B16.47 и MSS SP-44. Они, как правило, изготавливаются из кованых материалов и имеют обработанные поверхности. ASME B16.5 относится к номинальным размерам труб (NPS) от 1 ⁄ 2 "до 24". B16.47 охватывает NPS от 26" до 60". Каждая спецификация далее разделяет фланцы на классы давления : 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500 для B16.5, а B16.47 разделяет свои фланцы на классы давления 75, 150, 300, 400, 600, 900. Однако эти классы не соответствуют максимальным давлениям в фунтах на квадратный дюйм . Вместо этого максимальное давление зависит от материала фланца и температуры. Например, максимальное давление для фланца класса 150 составляет 285 фунтов на кв. дюйм, а для фланца класса 300 — 740 фунтов на кв. дюйм (оба значения предназначены для углеродистой стали ASTM a105 и температур ниже 100 °F).
Тип прокладки и болта обычно указываются стандартом(ами); однако иногда стандарты ссылаются на ASME Boiler and Pressure Vessel Code (B&PVC) для получения подробной информации (см. ASME Code Section VIII Division 1 – Annex 2). Эти фланцы признаются ASME Pipe Codes, такими как ASME B31.1 Power Piping и ASME B31.3 Process Piping.
Материалы для фланцев обычно имеют обозначение ASME: SA-105 (Спецификация для поковок из углеродистой стали для трубопроводов), SA-266 (Спецификация для поковок из углеродистой стали для компонентов сосудов под давлением) или SA-182 (Спецификация для кованых или катаных фланцев из легированной стали для труб, кованых фитингов, клапанов и деталей для эксплуатации при высоких температурах). Кроме того, существует множество фланцев «отраслевого стандарта», которые в некоторых обстоятельствах могут использоваться в работе ASME.
Ассортимент продукции включает SORF, SOFF, BLRF, BLFF, WNRF (XS, XXS, STD и Schedule 20, 40, 80), WNFF (XS, XXS, STD и Schedule 20, 40, 80), SWRF (XS и STD), SWFF (XS и STD), резьбовые RF, резьбовые FF и LJ, с размерами от 1/2" до 16". Материал болтового соединения, используемый для фланцевого соединения, представляет собой шпильки, сопряженные с двумя гайками (шайбой при необходимости). В нефтехимической промышленности используются шпильки ASTM A193 B7 STUD и ASTM A193 B16, поскольку они имеют высокую прочность на разрыв.
Большинство стран Европы в основном устанавливают фланцы в соответствии со стандартом DIN EN 1092-1 (кованые нержавеющие или стальные фланцы). Подобно стандарту фланцев ASME, стандарт EN 1092-1 имеет основные формы фланцев, такие как фланец с приварной горловиной, глухой фланец, фланец с нахлестом, резьбовой фланец (резьба ISO7-1 вместо NPT), приварной воротник, прессованные воротники и адаптерный фланец, такой как фланцевое соединение GD пресс-фитинги. Различные формы фланцев в пределах EN 1092-1 (европейский стандарт/евронорм) указаны в названии фланца через тип.
Подобно фланцам ASME, фланцы из стали и нержавеющей стали EN1092-1 имеют несколько различных версий выступающих или невыступающих поверхностей. В соответствии с европейской формой уплотнения обозначаются различной формой:
Кроме того, для санитарных применений, таких как пищевая промышленность, производство напитков и фармацевтическая промышленность, используются санитарные фланцы в соответствии с DIN 11853-2 STC. Основное различие между санитарными фланцами в соответствии с DIN 11853-2 и фланцами DIN/EN заключается в ограниченном мертвом пространстве и внутренней полировке в соответствии с гигиеническими уровнями H1 - H4. Обычно торговцы фланцами, которые придерживаются стандарта DIN EN 1092-1, такие как Hage Fittings, не придерживаются санитарных фланцев, поскольку требования к хранению отличаются. Санитарные фланцы более деликатны и должны оставаться чистыми. Обычно уплотнительные кольца в соответствии с DIN 11853 изготавливаются из FPM или EPDM.
В остальных странах мира фланцы изготавливаются в соответствии со стандартами ISO по материалам, номинальным давлениям и т. д., которым соответствуют местные стандарты, включая DIN , BS и другие.
По мере увеличения размера компактного фланца он становится относительно все более тяжелым и сложным, что приводит к высоким расходам на закупку, установку и обслуживание. В частности, с большими диаметрами фланцев трудно работать, и они неизбежно требуют больше места и имеют более сложную процедуру обработки и установки, особенно на удаленных установках, таких как нефтяные вышки.
Конструкция фланцевой поверхности включает два независимых уплотнения. Первое уплотнение создается путем приложения усилия посадки уплотнения на пятке фланца, но обеспечить функционирование этого уплотнения не так просто.
Теоретически контакт пятки будет сохраняться при значениях давления, в 1,8 раза превышающих номинальное давление фланца при комнатной температуре.
Теоретически фланец также остается в контакте по своей внешней окружности с поверхностями фланца для всех допустимых уровней нагрузки, на которые он рассчитан.
Основным уплотнением является уплотнительное кольцо IX. Усилие уплотнительного кольца обеспечивается упругой накопленной энергией в напряженном уплотнительном кольце. Любая утечка через пятку создаст внутреннее давление, действующее на уплотнительное кольцо внутри, усиливая уплотнительное действие. Однако это требует, чтобы кольцо IX удерживалось в теоретическом месте в кольцевой канавке, что трудно обеспечить и проверить во время установки.
Целью конструкции является предотвращение воздействия кислорода и других едких веществ. Таким образом, предотвращается коррозия поверхностей фланцев, напряженной длины болтов и уплотнительного кольца. Однако это зависит от того, чтобы внешний пылевой ободок оставался в удовлетворительном контакте, а внутренняя жидкость не была едкой в случае утечки в пустоту окружности болта .
Первоначальная стоимость теоретического компактного фланца с более высокой производительностью неизбежно выше, чем у обычного фланца из-за более жестких допусков и значительно более сложных требований к конструкции и установке. Например, компактные фланцы часто используются в следующих областях: подводная нефть и газ или стояк, холодная работа и криогеника , закачка газа, высокие температуры и ядерные применения.
Большинство поездов и трамваев остаются на своих путях в первую очередь благодаря конической геометрии своих колес. Они также имеют фланец с одной стороны, чтобы удерживать колеса, а значит и поезд, на рельсах, когда достигаются пределы геометрического выравнивания, либо из-за какой-то чрезвычайной ситуации или дефекта, либо просто потому, что радиус кривой настолько мал, что самоуправление, обычно обеспечиваемое коническим протектором колеса, больше не эффективно. [4]
Вакуумный фланец — фланец на конце трубы, используемый для соединения вакуумных камер, трубок и вакуумных насосов друг с другом.
В микроволновой связи фланец — это тип кабельного соединения, позволяющего соединять различные типы волноводов .
Существует несколько различных типов фланцев СВЧ-диапазона , таких как CAR, CBR, OPC, PAR, PBJ, PBR, PDR, UAR, UBR, UDR, icp и UPX.
Горнолыжные ботинки используют фланцы на носке или пятке для соединения с креплением лыжи. Размер и форма фланцев на горнолыжных ботинках стандартизированы в ISO 5355. Традиционные ботинки для телемарка и беговых лыж используют 75-миллиметровый Nordic Norm, но фланец носка неофициально известен как «утконос». Новые крепления для беговых лыж полностью исключают фланец и используют вместо него стальной стержень, встроенный в подошву.
.jpg/1280px-Australian_National_Railways_wheel_straight_off_wheel_lathe_(profile).jpg)
