Распространённые размеры фланцев и их применение

Фланец Определение размеров помогает правильно подобрать соединения труб, клапанов, насосов и оборудования, что позволяет безопасно монтировать трубопроводную систему и эффективно осуществлять её техническое обслуживание. Правильный фланец выбирается не только по внешнему диаметру; выбор зависит от номинального размера трубы, класса давления, поверхности фланца, схемы расположения болтов, типа прокладки, материала и стандарта, применяемого в системе. В данном руководстве объясняется, как используются распространённые размеры фланцев, на что следует обращать внимание в таблице размеров фланцев и как информация о болтах влияет на выбор.

Типы фланцев и области их применения

Различные типы фланцев позволяют решать разные проблемы, связанные с монтажом и эксплуатацией. Номинальный размер может быть одинаковым, но способ соединения и оптимальные условия применения могут значительно различаться.

Фланцы с приварной шейкой

Фланцы с приварной шейкой имеют длинную коническую втулку и привариваются к трубе встык. Они широко применяются в условиях повышенного давления, повышенной температуры, циклической эксплуатации или в критических условиях эксплуатации, поскольку такая конструкция обеспечивает плавный переход между трубой и фланцем. Внутренний диаметр, как правило, соответствует диаметру трубы, что способствует снижению турбулентности и концентрации напряжений.

Эти фланцы широко используются в технологические трубопроводы, нефтеперерабатывающие заводы, электростанции, химические установки и другие области с высокими эксплуатационными требованиями. Они требуют более тщательной подгонки и сварки, чем некоторые альтернативные варианты, но им часто отдают предпочтение в тех случаях, когда целостность соединения имеет первостепенное значение.

Таблица размеров фланцев с приварной шейкой

Насадочные фланцы

Насадочные фланцы надеваются на трубу и, как правило, привариваются в месте соединения и по внутреннему краю. Они пользуются популярностью благодаря относительной простоте центрирования и монтажа. Часто используются в инженерных и технологических системах с низким давлением, где это допускают эксплуатационные условия.

Благодаря своей практичности они широко применяются в трубопроводах для воды, воздуха, пара низкого давления, а также в общепромышленных трубопроводах. Однако они не всегда являются оптимальным выбором для условий интенсивных циклических нагрузок или эксплуатации, требующей высокой надежности, поэтому их применение должно регулироваться проектными требованиями.

Таблица размеров фланцев без зажимного кольца

Фланцы с приварной муфтой

Сварка в паз Фланцы имеют углубление, в которое перед сваркой вставляется труба. Они широко используются в трубопроводах высокого давления малого диаметра. Такая конструкция может упростить центрирование, однако внутренний зазор может представлять проблему при эксплуатации в коррозионных средах или в санитарных системах.

Эти фланцы часто используются в технологических линиях с малым диаметром, гидравлических системах и соединениях для впрыска химических веществ. Их выбирают в тех случаях, когда преимущества компактного сварного соединения перевешивают ограничения, связанные с конструкцией втулочного соединения.

Чертеж фланцев с приварной муфтой: таблица размеров

Фланцы с резьбой

Фланцы с резьбой соединение с трубой без сварки. Это может быть полезно в случаях, когда проведение горячих работ ограничено или когда необходимо быстро смонтировать небольшие соединения низкого давления. Они широко используются в некоторых системах коммунального снабжения, а также в системах подачи воздуха, воды и в условиях несуровых эксплуатационных условий.

Резьбовые соединения, как правило, менее подходят для условий сильной вибрации, циклов перепадов температур или ситуаций, связанных с опасностью утечки, за исключением случаев, когда их конструкция специально рассчитана на такие условия. Перед монтажом необходимо проверить совместимость резьбы и способ уплотнения.

Таблица размеров резьбовых фланцев по чертежу

Заглушки

Заглушки закрывают конец трубы, клапана, патрубка емкости или соединительного элемента оборудования. Они используются для обеспечения доступа при осмотре, возможного расширения системы в будущем, испытаний под давлением, а также для постоянной или временной изоляции. Поскольку глухие фланцы выдерживают давление без центрального отверстия, они подвергаются высоким нагрузкам и должны соответствовать номинальным параметрам системы.

Заглушки широко используются практически во всех отраслях, связанных с трубопроводами. Расположение отверстий для болтов в них должно точно совпадать с расположением отверстий на сопрягаемом фланце, что обеспечивает соединение фланца и болтов таблица размеров особенно полезно при проведении технического обслуживания.

Размеры фланца с заглушкой

Таблица размеров фланцев из нержавеющей стали 1 ANSI 150 RF, мм

Таблица размеров фланцев из нержавеющей стали 2 ANSI 300RF, мм

Таблица размеров фланцев из нержавеющей стали 3 ANSI 400RF, мм

Таблица размеров фланцев из нержавеющей стали 4 ANSI 600RF, мм

Таблица размеров фланцев из нержавеющей стали 5 ANSI 900RF, мм

Таблица размеров фланцев из нержавеющей стали 6 ANSI 1500RF, мм

Таблица размеров фланцев из нержавеющей стали 7 ANSI 2500RF мм

Что на самом деле означает «размер фланца»?

Под размером фланца обычно понимается номинальный труба размер (или NPS), на который рассчитан фланец для соединения, а не полный наружный диаметр фланца. Например, 4-дюймовый фланец предназначен для соединения с трубой номинальным диаметром 4 дюйма, но сам фланец имеет гораздо большие размеры, поскольку должен включать уплотнительную поверхность, отверстия под болты и достаточное количество металла для выдерживания номинального давления.

Это различие имеет значение, поскольку многие ошибки при выборе фланца возникают из-за того, что человек измеряет внешний край имеющегося фланца и считает, что это значение и есть размер фланца. На практике номинальный размер подтверждается путем сравнения нескольких измерений с соответствующим стандарт или надежная таблица размеров фланцев.

К типичным параметрам размеров фланцев относятся:

• Номинальный диаметр трубы: Размер трубы, к которой предназначен фланец.
• Класс давления: Класс, например, 150, 300, 600, 900, 1500 или 2500, в системах, соответствующих стандартам ASME.
• Диаметр круга болтов: Диаметр окружности, проходящей через центры отверстий для болтов.
• Количество отверстий под болты: Часто используется в сочетании с диаметром круга расположения болтов и диаметром отверстий для проверки совместимости.
• Наружный диаметр фланца: Полезно для идентификации, но само по себе этого недостаточно.
• Тип лица: С приподнятой поверхностью, с плоской поверхностью, с кольцевым уплотнением или с другой конфигурацией уплотнения.
• Отверстие или внутренний диаметр: Важно для соединений с приварной шейкой, насадочных соединений и фланцы с приварным соединением.

Когда люди ищут таблица размеров фланцев, они часто стремятся быстро определить одно или несколько из этих значений. Наиболее надежный подход заключается в том, чтобы рассматривать таблицу как ориентир для подтверждения, а не как замену проверки фактических стандартных и эксплуатационных условий.

Распространенные размеры фланцев в промышленных трубопроводах

Фланцы выпускаются в широком диапазоне номинальных размеров — от небольших приборных и инженерных соединений до крупных технологических, водопроводных и инфраструктурных магистралей. Во многих промышленных условиях к распространенным размерам относятся 1/2 дюйма, 3/4 дюйма, 1 дюйм, 1 1/2 дюйма, 2 дюйма, 3 дюйма, 4 дюйма, 6 дюймов, 8 дюймов, 10 дюймов, 12 дюймов и более крупные. Наиболее распространённые размеры в значительной степени зависят от отрасли и перекачиваемой жидкости.

Небольшие фланцы часто используются для сливных и вентиляционных отверстий, соединений для отбора проб, подачи сжатого воздуха, гидравлических линий, топливных систем и небольших технологических ответвлений. Фланцы среднего размера широко применяются вблизи насосов, фильтров-сетчаток, регулирующих клапанов, теплообменники, а также в комплектном оборудовании. Фланцы больших размеров чаще всего используются в системах водоснабжения, очистке сточных вод, химической промышленности, энергетике, морских трубопроводах и системах транспортировки сыпучих грузов.

Хороший ANSI В таблице размеров фланцев или справочнике по фланцам ASME эта информация обычно систематизирована по номинальному диаметру труб размер и класс давления. Это важно, поскольку расстояние между отверстиями для болтов и толщина фланца обычно изменяются с увеличением класса давления, даже если номинальный размер трубы остается неизменным.

инженер, измеряющий круг расположения болтов на фланце трубы

Класс давления определяет окончательный выбор

Класс давления является одним из важнейших параметров при расчете размеров фланцев, поскольку он влияет на толщину фланца, требования к болтам, нагрузку на прокладку и общую прочность соединения. Фланцы класса 150 и класса 300 могут быть изготовлены для труб одного и того же номинального диаметра, но они не являются автоматически взаимозаменяемыми. Их размеры, схема расположения болтов и номинальные значения давления и температуры могут различаться.

Класс давления не означает, что фланец всегда может работать именно при этом давлении в любых условиях. Фактическое допустимое давление зависит от температуры, материала, стандарта и условий эксплуатации. Именно поэтому в технических спецификациях часто указывается стандарт фланца, класс, марку материала, тип прокладки и требования к креплению болтами.

На практике класс давления влияет на:

1. Толщина фланца: В более высоких классах, как правило, используются корпуса с более массивными фланцами.
2. Размер и количество болтов: Для более высоких классов могут потребоваться болты большего размера, большее количество болтов или и то, и другое.
3. Выбор прокладки: В системах с более высоким давлением часто требуется более тщательно подбирать материалы прокладок и натяжение уплотнений.
4. Совместимость оборудования: Клапаны, насосы и емкости должны соответствовать классу фланцев и типу фланцевой поверхности.
5. Требования к моменту затяжки при монтаже: Момент затяжки болтов должен соответствовать прокладке, смазочному материалу, материалу изделия и условиям эксплуатации.

Если вы используете таблицу размеров фланцев и болтов, убедитесь, что она соответствует классу давления, указанному в вашей технической спецификации. Таблицу размеров болтов для фланцев класса 150 не следует использовать для подбора болтов для класса 300, за исключением случаев, когда в таблице четко указаны данные для обоих классов и они правильно разделены.

Как размеры болтов фланца соотносятся с размером фланца?

Размеры болтов фланца определяются стандартом на фланцы, номинальным размером трубы, классом давления и схемой прилегания. Для фланцев больших размеров обычно требуется больше болтов или болты большего размера, однако эта зависимость не является строго линейной. Расположение болтов рассчитано таким образом, чтобы обеспечить достаточное сжатие прокладки и выдерживать давление, нагрузки на трубопроводы, вибрации и тепловое расширение.

В таблице размеров болтов для фланцев обычно указываются номинальный размер трубы, класс давления, количество болтов, диаметр болтов, длина болтов, а иногда и диаметр отверстий под болты. Длина болтов может варьироваться в зависимости от того, используются ли в соединении шпильки, машиные болты, усиленные шестигранные гайки, шайбы, изоляционные комплекты или специальные прокладки. По этой причине длину болтов следует проверять с учётом конкретной сборки, а не выбирать исключительно на основании общей таблицы.

При проверке фланца болта таблица размеров, обратите особое внимание на:

• Диаметр болта: Номинальный диаметр шпильки или болта.
• Количество болтов: Количество крепежных элементов, необходимых по периметру фланца.
• Расстояние между центрами болтов: Окружность, проходящая через отверстия для болтов.
• Диаметр отверстия под болт: Размер отверстия во фланце, превышающий диаметр болта.
• Требуемая длина: На это влияют толщина фланца, толщина прокладки, высота гайки, шайбы и требования к выступу.
• Стандарт резьбы: Должно соответствовать указанной системе крепления и требованиям проекта.

Крепление болтами — это не просто деталь монтажа. Болты неподходящего размера, несоответствующие требованиям, корродированные или неправильно затянутые могут нарушить герметичность прокладки и надежность соединения. В случае критически важных систем выбор болтов и их затяжка должны осуществляться в соответствии с применимыми техническими процедурами.

Измерение неизвестного фланца в полевых условиях

Для определения характеристик существующего фланца требуется провести несколько измерений. Грязь, коррозия, краска, остатки прокладок и прежние модификации могут снизить точность измерений, проводимых в полевых условиях, поэтому лучше всего собрать несколько размеров и сравнить их с соответствующим стандартом.

Воспользуйтесь этим базовым контрольным списком по полям:

1. Измерьте наружный диаметр фланца. Это служит отправной точкой.
2. Измерьте внутренний диаметр или проход. Сравните его с размером подключенной трубы.
3. Посчитайте отверстия для болтов. Количество болтов — один из самых быстрых способов идентификации.
4. Измерьте диаметр отверстия под болт. Используйте подходящие инструменты и учитывайте износ или коррозию.
5. Измерьте диаметр круга болтов. По возможности измеряйте расстояние от центра до центра через противоположные отверстия.
6. Проверьте толщину фланца. Укажите, имеет ли фланец приподнятую поверхность.
7. Определите тип лица. В соединениях с плоской поверхностью, с приподнятой поверхностью и кольцевых соединениях используются разные типы прокладок.
8. Обратите внимание на маркировку. На многих фланцах указаны размер, класс, материал и информация о стандарте.

Таблица размеров фланцев может помочь сузить круг возможных вариантов, особенно в случае отсутствия маркировки. Тем не менее при окончательной идентификации следует учитывать подключенный трубопровод, документацию на оборудование, условия эксплуатации и соответствующие проектные спецификации.

Совместимость фланцев, прокладок и болтов в составе системы

Фланцевое соединение обеспечивает герметичность благодаря совместному действию торцов фланцев, прокладки и болтов. Болты создают нагрузку, прокладка сжимается, а торцы фланцев обеспечивают геометрию, необходимую для поддержания герметичности. Если хотя бы одна деталь не соответствует требованиям, соединение может давать течь, даже если номинальный размер фланца кажется правильным.

Практический процесс отбора включает в себя:

• Подтвердите соответствие стандарту: Могут применяться стандарты ASME, EN, JIS, API или другие.
• Уточните номинальный размер и класс давления: Не делайте выводов, основываясь на внешнем диаметре.
• Подберите тип лица: Прокладки с приподнятой поверхностью устанавливаются иначе, чем кольцевые уплотнительные прокладки.
• Выбирайте совместимые материалы: Учтите факторы, связанные с рабочей средой, температурой, коррозией и воздействием окружающей среды.
• Проверить данные по болтам: Воспользуйтесь таблицей размеров болтов для фланцев, соответствующей стандарту и классу.
• Соблюдайте следующие процедуры затяжки: Правильная последовательность действий и момент затяжки помогают равномерно распределить нагрузку на прокладку.

Для ремонтных бригад таблица, объединяющая размеры фланцев и болтов, является полезной, поскольку в ней все связанные между собой размеры представлены в одном месте. Для инженерных команд эта таблица является лишь одной из составляющих пакета проектной документации; окончательный выбор по-прежнему определяется результатами расчетов, нормами и техническими условиями.

Какую таблицу фланцев следует использовать?

Используйте таблицу фланцев, соответствующую применимому стандарту, классу давления, системе номинальных размеров труб и техническим условиям проекта. Таблица размеров фланцев ANSI может стать подходящей отправной точкой для трубопроводов, выполненных в соответствии со стандартом ASME, однако её не следует смешивать с метрическими или международными системами фланцев, если совместимость не была подтверждена.

Термин “фланец ANSI” по-прежнему широко используется в промышленности, несмотря на то что многие современные североамериканские нормативные документы по фланцам основаны на стандартах ASME. Такая формулировка может вызвать путаницу при заказе деталей или изучении старых чертежей. Если в документе указано «ANSI», перед покупкой или монтажом фланца необходимо уточнить точный стандарт, класс, тип торца и материал.

Надежная таблица размеров фланцев должна четко отражать:

• Стандарт, которому она соответствует
• Номинальные размеры труб, на которые распространяется данное руководство
• Включенные классы давления
• Наружный диаметр
• Толщина фланца
• Диаметр круга болтов
• Количество болтов
• Размер отверстия под болт
• Примечания о рельефной поверхности или облицовке (если применимо)
• Единицы измерения

Если в таблице не указан стандарт или класс давления, следует рассматривать её исключительно в качестве приблизительного справочного материала. Это особенно важно при использовании результатов поиска в Интернете по таким запросам, как «таблица размеров болтов для фланцев», «таблица размеров фланцев для болтов» или «таблица размеров фланцев и болтов», поскольку внешне схожие таблицы могут относиться к разным системам.

Типичные области применения в зависимости от диапазона размеров фланцев

Небольшие фланцы, например те, которые используются для труб номинальным диаметром от 1/2 дюйма до 2 дюймов, часто встречаются на присоединениях измерительных приборов, сливных и вентиляционных трубопроводах, линиях подачи химикатов, небольших насосах и отводах инженерных сетей. Их легко упустить из виду, но при этом они все равно требуют правильного подбора прокладок и болтов.

Фланцы среднего размера, которые чаще всего встречаются с номинальными размерами от 3 до 8 дюймов, широко используются в промышленном оборудовании. Эти размеры часто применяются в всасывающих и нагнетательных трубопроводах насосов, сетчатых фильтрах, регулирующих клапанах, теплообменниках и системах на раме, поскольку они обеспечивают оптимальный баланс между пропускной способностью и приемлемым весом установки.

Фланцы больших размеров, например 10 дюймов, 12 дюймов и более, часто используются в системах с высоким расходом. В водопроводных магистралях, трубопроводах сточных вод, контурах охлаждающей воды, судовых системах и крупных технологических коллекторах могут применяться соединения с большими фланцами для обеспечения доступа, демонтажа оборудования или изоляции. По мере увеличения размера работы по перемещению, центрированию, установке прокладок и затяжке болтов становятся более сложными.

Передовые методы, позволяющие избежать ошибок при расчете размеров фланцев

Ошибки, связанные с фланцами, обходятся дорого, поскольку они часто выявляются на позднем этапе, когда монтажные бригады уже готовы к сборке соединения. Фланец, имеющий правильный номинальный размер, но несоответствующий классу давления, типу облицовки или схеме расположения болтов, может привести к немедленной остановке работ.

Перед заказом или установкой воспользуйтесь следующими рекомендациями:

• Убедитесь, что номинальный размер трубы и класс давления соответствуют друг другу.
• Ориентируйтесь на действующий стандарт, а не на внешнее сходство.
• Прежде чем делать вывод о совместимости, сравните количество болтов, диаметр болтового круга и диаметр отверстий.
• Убедитесь в совместимости типа прокладки и поверхности, к которой она прилегает.
• Проанализируйте требования к материалам с точки зрения коррозионной стойкости, термостойкости и совместимости с рабочими средами.
• Перед сборкой проверьте поверхности фланцев на наличие повреждений.
• Храните результаты полевых измерений, чертежи и данные графиков вместе для обеспечения прослеживаемости.
• Для критически важных болтовых соединений следует использовать утвержденные методики.

Главный вывод прост: размер фланца представляет собой систему взаимосвязанных размеров, а не единичное измерение. Независимо от того, используете ли вы таблицу размеров фланцев, таблицу размеров фланцев и болтов или таблицу измерений фланцев, она должна способствовать более широкому процессу выбора, включающему класс давления, стандарт, торцевую поверхность, материал, прокладку и крепеж. Когда все эти детали согласованы, вероятность того, что фланцевое соединение будет правильно установлено, обеспечит надлежащую герметичность и будет функционировать в соответствии с назначением, значительно возрастает.