О конструктивных характеристиках:

Наиболее распространенными в России и странах СНГ являются стандарты фланцев следующих типов:

• фланец стальной плоский приварной, изготовленный по
• фланец стальной воротниковый
• фланец стальной свободный на приварном кольце.

В зависимости от различных конструкций фланцевых соединений отличаются и монтажные условия изделий.

Фланец плоский приварной

одевается непосредственно на трубу и крепится по окружности трубы при помощи двух сварочных швов. Кольцо фланца имеет отверстия, предназначенные под болты или шпильки. Для облегчения выполнения операции по закреплению фланца на трубе, его внутренний диаметр имеет размер не намного превышающий наружный диаметр трубы. Используется при давлении в трубопроводе от 0,1 до 2,5 мПа.

Фланец воротниковый

имеет односторонний конусообразный выступ, внутренний диаметр которого соответствует внутреннему диаметру трубы. Благодаря такой конструктивной особенности фланец приваривается одним швом, что обеспечивает быстрое выполнение работ. Используется при давлении в трубопроводе от 0,1 до 20 мПа.

Стальной свободный фланец на приварном кольце

является конструкцией состоящей из двух основных частей, самого фланца и кольца, которое приваривается к трубопроводу. По умолчанию фланец и кольцо имеют одинаковые диаметры и ограничения по давлению. Такой способ монтажа, когда фланец остается свободным, позволяет проводить работы в труднодоступных местах. Использование свободного фланца применяется на практике в трубопроводах, где требуется частый периодический ремонт, съем части оборудования или проверка сетей. Фланец может применять при давлении от 0,1 мПа до 2,5 мПа. Допускается, при подборе свободных фланцев на нержавеющую трубу, использовать кольца из нержавеющей стали, а фланцы — из углеродистой стали.

Помимо трех стандартных видов фланцев, существуют также нестандартные фланцы, которые делаются в индивидуальном порядке на основе предоставленных заказчиком чертежей. В отличие от упомянутых выше типов, этот не имеет установленных стандартов и может варьироваться в зависимости от требований заказчики. С их помощью могут быть удовлетворены любые пожелания клиента.

Фланцы, созданные на основе зарубежных требований, существенно отличаются от отечественных. На территории РФ наиболее популярными стандартами являются американский ANSI и немецкий DIN, востребованный также во всей Европе.

Существуют также другие отечественные стандарты, которые предполагают создание стальных резьбовых фланцев, изолирующих фланцев для подводных трубопроводов и фланцы аппаратов и сосудов. От всех вышеперечисленных они отличаются не только своим видом, но и сферой использования.

Кроме того, их конструктивными отличиями являются:

• Условный проход — изменяется в мм и обозначается «Ду»;
• Условное давление — измеряется в кгс/см2;
• Материал — отечественная сталь;
• Исполнение с 1 до 9 — указывает на требуемый тип поверхности под прокладку.

Технологические характеристики:

Данный тип характеристик имеет отношение к тому, какие технологии и заготовки применяются для изготовления фланцев;

Круглые и квадратные фланцы. На сегодняшний день число арматуры для трубопроводов, которой необходим квадратный фланец, крайне мало, но она, тем не менее, востребована.

Поэтому для давления, не превышающего условное Ру 4 МПа (40 кгс/см2) в соответствии с ГОСТ 12815-80 предусматриваются не только круглые, но и квадратные фланцы. Заказывая второй вариант, не следует забывать, что диаметр фланца напрямую зависит от условного давления — чем оно выше, тем меньше должен быть диаметр.

Условный проход и особенности его обозначения:

Не стоит забывать, что внешний диаметр трубы и условный проход не являются одним и тем же. Условный проход представляет собой сечение, через фланцевое соединение которого протекает конкретная среда. Стальные плоские приварные и стальные свободные фланцы на приварном кольце с диаметрами условного прохода Ду 100, 125, 150 мм отличаются тем, что все три конструкции могут быть сделаны с учетом разных наружных диаметров труб.

Если вы заказываете один из этих фланцев на упомянутые Ду, требуется указать обозначение, указывающее на диаметр трубы. Если буквы не указаны, то фланцы делаются с учетом диаметров 100А, 125А и 150Б.

Еще одна особенность фланцев, диаметр условного прохода которых составляет Ду более 200 мм — это различные классы точности и, как следствие, недопустимость расточки внутреннего диаметра свободных и плоских фланцев, а также их колец по фактическому наружному диаметру с зазором больше 2,5 мм. Иными словами, по внутреннему диаметру он может достигать значения больше 5,0 мм. Таким образом, при производстве трубы круг может обладать не идеальной формой, как следствие — труба может не подойти к внутреннему диаметру фланца. Это может отрицательным образом сказаться на их соединении.

Проверить информацию о нужных фланцах вы можете проверить в материалах ГОСТ 12816-80.

Ряды:

Если в при заказе не обсуждались конструктивные особенности присоединительных разъемов, фланец автоматически делается с учетом особенностей ряда 2. Фланцы разных рядов отличаются друг от друга различиями в диаметре между отверстиями для крепежных болтов, а также их числе.

Так, фланец на Ду 300 мм и Ру 63 кгс/см2 ряда 1 имеет крепежные отверстия диаметром 36 мм, при этом аналогичный фланец ряда 2 обладает отверстием на 3 мм шире. По тому же принципу фланец на Ду 80 мм и Ру 10 кгс/см2 ряда 1 имеет диаметр отверстия, равный 18 мм, и таковых 8 штук, в то время как во 2 ряду он имеет уже 4 отверстия с тем же диаметром. Если вы заказываете фланцы как ответные для запорной арматуры, следует учитывать ряд.

Давление:

Другая конструктивная особенность любого изделия, входящего во фланцевое соединение — уровень условного давления. Различные соединения могут выдерживать давление разной мощности в зависимости от уплотнительной поверхности и размерных параметров фланца. Стальной плоский приварной фланец ГОСТ 12820-80 и стальной свободный на приварном кольце фланец ГОСТ 12822-80 имеют лимит давления 25 кгс/см2. В то же время, стальной приварной встык фланец ГОСТ 12821-80 поддерживает значительно больший уровень давления — до 200 кгс/см2. Давление может указываться в различных показателях - кгс/см2, бар, МПа, атм, Па, в то время как при изготовлении стабильно используется показатель кгс/см2. Чтобы не столкнуться с дальнейшими проблемами, всегда упоминайте, в каких единицах измерялось давление.

Исполнение фланца:

Соответственно требованиям ГОСТ, существует девять вариантов исполнения поверхности фланцев. Для свободных фланцев разные их типы возможны только у приварного кольца. Именно поэтому если вы заказываете ответные фланцы для арматуры, указывайте не только давление и условный проход, но и исполнение уплотнительной поверхности.

Исполнение 1. Применяется в случаях, когда условное давление не превышает 63 кгс/см2. Возможно использование в трубопроводах, применяемых для транспортировки веществ А и Б на технологических объектах I категории. Взрывоопасные вещества запрещены, если не используются спирально навитые прокладки с установленным ограничительным кольцом.

Схема стыковки зависит от исполнения:

Исполнение 1 (соединительный выступ) с исполнением 1;
Исполнение 2 (выступ) с исполнением 3 (впадина);
Исполнение 4 (шип) с исполнением 5 (паз);
Исполнение 6 (для линзовой прокладки) с исполнением 6;
Исполнение 7 (для прокладки овального сечения) с исполнением 7;
Исполнение 8 (шип) с исполнением 9 (паз) с применением фторопластовой прокладки.

Марки материала:

Последняя, но не менее важная конструктивная особенность фланца — тип применяемого материала. Допускается производство фланцев из легированной и углеродистой, а также нержавеющей стали. Число применяемых марок стали сегодня очень широко, но чаще всего используются ст.20, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т, СТ.09Г2С.

Выбор марки осуществляется с учетом температуры, типа среды и уровня условного давления. Вы можете обратиться к ГОСТ 12816-80, чтобы узнать типовые требования к стали в зависимости от указанных выше данных.

Правильно оформляем заказ на фланцы:

Оформляя заказ, учитывайте верный порядок обозначений:

1. Наименование (название) детали: фланец.
2. Поверхность под прокладку (исполнение): от 1 до 9.
3. Условный проход (диаметр): Ду, мм.
4. Уровень давления: Ру, кгс/см2.
5. Марка материала (стали): ст.20, ст.15Х5М ИСТ.12Х18Н10Т, СТ.09Г2С.
6. Стандарт по ГОСТ: ГОСТ 12820-80, ГОСТ 12822-80, ГОСТ 12821-80.

Также предусмотрен ряд дополнительных обозначений, которые указываются только в случаях, когда параметры изделия по умолчанию не подходят:

1. Ряд: 1 (2 не указывают).
2. Форма: квадратный (круглый фланец не указывают).
3. Наружный диаметр: А, Б или В (только для фланцев с Ду 100, 125, 150) по ГОСТ 12822-80 или 12820-80.

Пример:

Если вы хотите заказать круглый стальной плоский приварной фланец Ду 50 мм Ру 1,0 МПа (10 кгс/см2) из стали 20, исполнения 1 (с соединительным выступом), вам потребуется указать такое обозначение:

Фланец 1-50-10 Ст20 ГОСТ 12820-80

Если вам требуется аналогичный фланец, но не круглый, а квадратный, обозначение изменится.

Размеры фланцев при конструировании определяются основана на целесообразности размеров фланцев ГОСТ или фланцев по другим основным стандартам и плотности таких стандартных фланцевых соединений. Ведь естественным является предположение, что советские и российские конструкторы не зря выбрали те или иные размеры фланцев для определённых Ду и Ру.

При неточном методе расчёта размеров фланцев и недостаточном учёте всех параметров невозможно создать надёжное и наименее металлоёмкое фланцевое соединение.

Методика такого конструирования позволяет обойтись без сложных решить следующие проблемы:

Размеры фланца для новых Ду и Ру

Пусть рассчитаны размеры фланца первого для определённых Ду и Ру. При этом первый фланец может быть как стандартным фланцем по ГОСТ, так и нестандартным. Назначается нагрузка, которой первый фланец не удовлетворяет.

Требуется определить размеры фланца второго, удовлетворяющего вновь назначенной нагрузке.

Размеры фланца стального из нового материала

Пусть также имеются рассчитанные размеры фланца стального.

Требуется определить достаточно прочные размеры фланцы из материала, не предусмотренного стандартом на Ду, Ру фланцев и усилие , заданных в условиях.

Размеры фланцев воротниковых

Рисунок 1. Размеры фланцев воротниковых

Расчётная толщина кольца цельного фланца с учётом выступов и пазов, т.е. характерных размеров уплотнительных поверхностей , в мм:

b p = A" ⋅D в.ф / (D в. ф +25), (1)

где A" — коэффициент, зависящий от P у, D у и определенный по таблице 1,
D в.ф — внутренний диаметр воротникового фланца (внутренний размер фланца).

Формуле (1) отвечает D н.ф (наружные размеры фланцев воротниковых) , заведомо известных.

Таблица 1. Коэффициент А" для размеров воротниковых фланцев применительно к ГОСТ 12821-80 (унаследовано из ГОСТ 12830-67)

P у, кгс/см 2	1,0; 2,5	6	10	16	25	40	64	100	160	200
D у, мм	25-200	100-1000	100-400	100-350	100-350	100-200	100-250	100-150	100-125	100
A"	17-18	19,5-26,5	24,5-30	25-35	30-43	32-43	42-47	48,5-54	54	70
D у, мм	300-1600	1200-1400	500-1200	400-1200	400-800	250-500	300-400	200-400	200-300	125-250
A"	22-28,5	28,5-33,5	30,5-39	37-45	47-62	43-66	59-70	64-81	79	91-118

Рисунок 2. Отношение размеров фланцев.

При уменьшении D н.ф искомую толщину кольца b p2 фланца определяют по формуле, найденной из условия равенства напряжений для рассматриваемого фланца (величинам и размерам фланца присвоим индекс 1) и полученного уменьшением наружного диаметра кольца рассматриваемого фланца — величины с индексом 2:

σ к = Q пр bc / (1,82 D в.ф); (равенство напряжений фланцев, где Q пр - приведённая нагрузка )

b p2 = b p1 ⋅(Q пр2 / Q пр1)⋅(B 1 / B 2 ) . (2)

Величина одного из размеров фланцев b p1 в данном случае определена формулой (1); B 1 и B 2 находят по графику (рисунок 2).

Q пр1 ,Q пр2 вычисляются по формуле:

, (2а)

• где P 1 - сила давления рабочей среды на площадь, ограниченную внутренним диаметром фланца, кгс,
• P - сила давления рабочей среды на площадь, ограниченную диаметром эффективной , кгс,
• расчётную нагрузку болтов Q 1 , Q 2 полагают известной.

При получении формулы (2) на размер фланцевого кольца принято А 1 = А 2 = А, поскольку А изменяется на порядок меньше, чем отношение D н. ф / D в.ф при D в. ф = const.

Диаметр резьбы болта

d = В"⋅b p , (3)

где В" — безразмерный коэффициент, определяемый по таблице 2.

Таблица 2. Коэффициент В" для цельных фланцев

Примечание: Для болтов соединения с фланцами Ду 25 мм Ру 200 кгс/см 2 коэффициент В" в таблице 2 увеличивают на 30%.

Размер фланца s н — толщина стенки фланца в основании конической втулки (толщина воротника фланца) — назначается так:

D в.ф ≥ 100, P у ≤ 64 кгс/см 2 ................s н = 0,75 b p ;

D в.ф ≥ 100, P у ≤ 100 кгс/см 2 ................s н = 0,85 b p ;

D в.ф ≥ 100, P у любое................s н = 0,70 b p .

Уклон i для кованых фланцев i = 1/3 (допускается i = 1/1.25), а для литых фланцев i = 1/5.

Наружный диаметр фланца

D н.ф = D в.ф +2 (s н +r) + 2D г + 5, (4)

где r — радиус галтели в основании конической втулки фланца стального приварного встык (воротника фланца)

r ≤ 0,6 s н. (5)

Диаметр окружности болтов

D 1 = D н. ф — D г — 5. (6)

Назначив число болтов кратным 4 или 2, определяют напряжения в них:

где f б - площадь расчётного поперечного болта, см 2 ,

Решение первой задачи конструирования фланцев. Нахождение размеров фланцев для большей нагрузки.

Какие размеры фланцев требуется рассчитать?

Условиям эксплуатации трубопровода (фланцы труб) или сосуда (фланцы сосудов), к которым не предъявляется требований по повышенным статическим и динамическим нагрузкам, взрывоопасности и токсичности рабочей среды отвечают, (40).

Пусть далее к данному, ранее рассчитанному фланцевому соединению с известными размерами фланцев (величинам, относящимся к нему, приписываем индекс 1), предъявлены новые требования по дополнительному восприятию внешнего момента M = 0,5 M пр (M пр - это изгибающий момент, действующий на фланцевое соединение, соответствующий образованию на трубе шарнира текучести, кгс⋅см) и по условию токсичности рабочей среды фланец должен быть в m>1 раз менее напряженными.

Остаются постоянными следующие размеры фланцев :

• D в.ф = const (размеры фланцев - внутренние диаметры фланцев)
• D н. ф =const (размеры фланцев - наружные диаметры фланцев)

Требуется подобрать новые размеры фланца усиленного (размерам фланца второго приписываем индекс 2):

• b p2 — новый размер фланца — толщина фланцевого кольца с учётом размеров уплотнительной поверхности),
• s H2 — (новый диаметр фланца в воротнике).

Конструирование фланцев. Как найти размеры фланцев?

Схема решения такова. Определяем:

Формула (2) для искомой толщины кольца фланца b p принимает вид

b p2 = b p1 m Q пр2 / Q пр 1 ; (7)

где b p1 , Q пр1 известны по условию задачи; B 1 /B 2 =1,поскольку D н ф = const; Q пр2 определено по формуле (2а) с учетом Q 2; m - коэффициент

согласно условию задачи. Затем, как указано выше параграфа, назначаем размеры фланцевого воротника s н2 , i 2 .

Порядок расчета второй задачи

Какие характеристики должны обеспечить новые размеры фланцев

Конструирование фланцев. Размеры фланцев новой конструкции.

Формула (2) на размеры воротникового фланца в области кольца с учетом формулы (7) принимает вид:

b p2 = m" b p1 , (8)

где m" = σ T1 / σ T2 .

Затем проверяем запас прочности по втулке

n вт2 = n вт1 (s н1 /s H2) 2 σ T2 / σ T1 . (9)

Здесь индексы 1 и 2 указывают на принадлежность величин так же, как в σ T1 , σ T2 . Величина n вт1 предполагается известной. Формула (9) получена из условия равенства величин в отношении σ T1 / σ T2 их выражениям, записанным через напряжения и n вт1 , n вт2 с учетом приближенного равенства моментов M o (47) для обоих фланцев.

Размеры фланцев плоских. Расчёт плоских фланцев

Размеры фланцев свободных. Конструирование свободных фланцев

Конструирование фланцев свободных на наконечнике с конической втулкой (находим размеры свободных фланцев на приварном встык кольце) начинают с назначения размеров конической втулки:

s H /s = 2; i =1/3 для фланцев свободных D в. ф ≤ 250 мм;

s H /s = 2; i =1/5 для свободных фланцев D в. ф > 250 мм.

Радиус галтели r в основании конической втулки по зависимости (5).

Наружный диаметр бурта наконечника под фланец свободный

D н. б = Dв. ф + 2(s H + r + Δ б) мм,

где Δ б = 3…5 мм — ширина кольцевой площадки для опоры кольца фланца свободного , равная 3 при D в. ф ≤ 500 мм и 5-ти при D в. ф > 500 мм.

Малая масса бурта наконечника и основная роль конической втулки в сопротивлении наконечника деформации позволяет пренебречь выступающей частью бурта под свободный фланец при назначении прочных размеров втулки. Расчёт сводится к выполнению условия:

σ в. б = 6 М б. н / s H 2 ≥ 1,2.

Здесь М б. н — интенсивность момента, приложенного к бурту наконечника:

М б. н = (Q пр / π)⋅(D н. б — D в. ф)/ D в. ф,

где Q пр определяется по выражению (2а).

Заключение

Несмотря на стандартизацию, окончательный выбор части размеров фланцев и фланцевых соединений часто остаётся за конструктором. В ряде случаев бывает необходимость определения размеров фланцев , не предусмотренных стандартами.

Список литературы

1. ГОСТ 12815-80 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов.. - М. : ИПК Изд-во стандартов, 2003. - 19 c.
2. Ковальский Б. С., Перцев Л.П. Нормализация фланцев сосудов и аппаратов // сб. "Нормализация в машиностроении", 1962, №2, с. 3-9... - М. : Стандартгиз.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете

Для обмера деталей необходимо приобрести навыки в пользовании измерительными инструментами.

При обмере деталей приходится измерять: 1) диаметральные размеры, 2) толщины, 3) расстояния между отверстиями, 4) криволинейные контуры.

Измерение линейных размеров. Для определения линейных разме­ров детали пользуются стальным метром или стальной линейкой, штанген­циркулем, глубиномером и др.

На фиг. 222 приведён пример обмера пустотелого цилиндра. Сталь­ной линейкой измерена высота стакана H и глубина h. Измерения вели­чины H и h позволяют определить толщину донышка b, которая равна разности H - h = b = 8 мм

При необходимости сделать более точные замеры следовало бы измерения произвести штангенциркулем и глубиномером.

Измерение диаметральных размеров. Измерение внутренних и наружных размеров детали производится при помощи нутромера и крон­циркуля. Нутромером измеряются внутренние поперечные, а кронцир­кулем-наружные размеры. На главном виде (фиг. 222) показан приём измерения внутреннего диаметра стакана d 1 , а на плане-приём измерения наружного диаметра D. Измеренные таким образом размеры переносятся на стальную линейку. Если взять разность этих измерений и разделить пополам, то получим толщину стенки стакана b 0 , равную (D - d 1)/2.

Для более точных измерений диаметров применяется штангенциркуль или штихмас.

Измерение толщины стенок. Толщина стенок для полых деталей может быть определена так, как показано на фиг. 222. Толщина стенок может быть измерена и кронциркулем 3.

В тех случаях, когда измерить толщину стенки этим способом невозможно, так как кронциркуль нельзя вынуть без раскрытия ножек, пользуются линейкой (фиг. 223).

Определение расстояния от опорной поверхности до центра отверстия. Для того чтобы определить расстояние h 2 от опорной поверх­ности стакана до центра отверстия диаметра d, прикладывают линейку так, чтобы её кромка с делениями заняла положение, отмеченное циф­рой 1 (фиг. 222). Затем по линейке делают отсчёт h 1 . Тогда центр отверстия будет на высоте h 2 = h 1 +d/2 , при этом имеется в виду, что диаметр отверстия d измерен был раньше.

Расстояние до центра отверстия можно определить: 1) с помощью линейки и 2) с помощью кронциркуля и линейки (фиг. 223).

1- й способ. Прикладывают линейку 3 вдоль вертикальной оси фланца и делают отсчёты: h 1 = 34 мм и h = 86 мм.

h 0 = (h 1 + h)/2 = 60 мм.

2- й способ. Прикладывают линейку, как и в первом способе. Отсчитывают h 1 = 34 мм. Кронциркулем З измеряют диаметр фланца D = 52 мм.

h 0 = h 1 + D/2 = 60 мм.

Для этой же фигуры приведён пример определения вылета фланца (размера l 0).

Вылет фланца определяется так же, как и расстояние центра отверстия до опорной поверхности.

l 0 = (l 1 + l)/2 = (18 + 78)/2 = 48 мм.

Определение расстояния между центрами отверстий . Отверстия на деталях могут быть расположены в один ряд, параллельными рядами, в шахматном порядке, по окружностям и т. д.

Пример 1 (фиг. 224). Для определения расстояния между цент­рами двух отверстий одинакового диаметра пользуются нутромером, линейкой или штангенциркулем. На этой фигуре показаны приёмы изме­рения нутромером и линейкой.

Нутромер устанавливается так, как это показано на главном виде, затем его вынимают, прикладывают к линейке с делениями я отсчиты­вают измеренное расстояние. Это расстояние, обозначенное на чертеже размером l = l 0 , и будет искомым расстоянием между центрами этих

отверстий. Можно определить расстояние между центрами при помощи линейки. В этом случае линейку прикладывают так, как это показано на плане. Размер l 0 , показывающий рас­стояние между кромками отверстий, и будет искомым расстоянием, т. е. l 0 = l. На фиг. 223 приведён пример измерения расстояний между центрами отверстий, расположенных на квадратном фланце.

Для более точного измерения расстояния между центрами следует при­менить штангенциркуль или специальный штихмас.

П p и м e p 2. Определить расстояние между центрами двух отверстий разного диаметра: d = 20 мм и d 1 = 8 мм (фиг. 225).

Расстояние между центрами можно определить при помощи нутромера или линейки. Измеряют расстояние между кромками отверстий l 1 или l 2 . Резуль­таты в обоих случаях будут одинако­выми.

Для первого положения нутромера расстояние между центрами равняется

l = l 1 + (d - d 1)/2 = 36 + (20 - 8)2 = 42 мм.

Для второго положения

l = l 2 - (d - d 1)/2 = 48 - (20 - 8)2 = 42 мм.

П p и м e p 3. Определить диаметр окружности центров отверстий, расположенных на круглом фланце для чётного и нечётного числа отверстий (фиг. 226).

Для того чтобы определить диаметр окружности центров при чётном числе отверстий, надо произвести измерения диаметрально противо­положных отверстий между точками а и b, с и e. Полученные величины

ab = l 1 и се = l 2 надо просуммировать и разделить на число измерений n, т. е.

Что определит средне-

арифметический диаметр цен­тров отверстий. Измере­ние можно производить ли­нейкой, нутромером и для более точных измерений штангенциркулем.

При нечётном числе от­верстий измерения произво­дятся между диаметрально противоположными точками а и b = l 1 с и e = l 2 , f и k = l 3 и т. д.

Суммируя измеренные величины l 1 , l 2 , l 3 и разделив сумму на число

измерений, получим среднеарифметическую величину L=El/n.Радиус окружности центров отверстий определяется из формулы

R = L - (d-d1)/2

R = L - (d - d1)/2

Измерение криволинейных очертаний деталей . Вычерчивание дета­лей с кривыми поверхностями выполняется дугами окружностей или по точкам при помощи лекала.

Пример 1. На фиг. 227 изображена часть детали, представляющей собой тело вращения, очертание которой составлено из дуг окруж­ностей.

На практике радиусы этих дуг можно определить при помощи свинцовой пластинки толщиной 1 -1,5 мм и шириной 8-10 мм. Прикла­дывая пластинку к детали и согнув её по кривой так, как это показано на фиг. 227, накладываем затем

согнутую пластинку на бумагу и очерчиваем карандашом. На полученной кривой находим центры и радиусы сопряжений.

Пример 2 . Сложные очертания плоской части де­тали вычерчиваются по отпе­чатку на бумаге этого очер­тания. Для этого накладывают на деталь кусок бумаги и об­жимают её по контуру кривой так, чтобы на бумаге чётко вырисовалась кривая контура, а затем, так же как и в пре­дыдущем примере, определяют центры и радиусы кривых.

Пример 3. Иногда встречаются такие детали, выявление кривизны очертания которых приведёнными способами встречает затруднения. В таких случаях прибегают к определению координат ряда точек детали.

Например, для того чтобы построить наружное очертание детали (фиг. 220), её устанавливают на разметочную плиту и с помощью рейс­маса проводят на поверхности ряд окружностей, при этом каждый раз измеряют высоту установки острия чертилки и диаметр окружности, очерченной этой чертилкой. Результаты измерения сводятся в таблицу, по данным которой легко можно построить очертание детали.

Предельные измерительные инструменты . Производство машин, как уже отмечалось выше, требует взаимозаменяемости деталей. Поэтому на заводах, изготовляющих такие детали, введён строгий контроль всех размеров. Контроль размеров осуществляется спе­циальными контрольными инструментами: предельными скобами, предельными пробками, конусными калибрами, шаблонами и т. п.

Предельные скобы бывают односторонние (фиг. 228, а) и двусторонние (фиг. 228,б). В двусторонней скобе одна сторона соответствует верхнему предельному размеру диаметра де­тали и является проходной, а дру­гая - непроходная или, как её ещё называют, браковочная, соответ­ствует нижнему предельному раз­меру детали.

Деталь считается годной в том случае, когда проходная сторона скобы при измерении проходит без усилия по диаметру вала, а другая - бра­ковочная сторона - не проходит.

Предельные пробки. Предельные пробки бывают односторонние и двусторонние. Они служат для кон­троля цилиндрических отверстий. В двусторонних проб­ках (фиг. 229) различают проходную и непроходную (браковочную) стороны.

Диаметр проходной стороны (конца) пробки соответствует нижнему предельному размеру отверстия, а браковочной-верхнему предельному размеру измеряемого отверстия. Браковочный конец, в отличие от про­ходного, делают по длине короче.

Деталь считается годной в том случае, когда проходной конец пробки входит в отверстие без усилия, а непроходной не входит.

Конусные калибры. Для проверки конусности изделия, кроме уни­версальных измерительных средств, применяются нормальные и предель­ные калибры. Для проверки наружного конуса применяется конусное кольцо. Проверка нормальным кольцом делается так: проводятся мягким карандашом на поверхности конуса вдоль его оси две риски так, чтобы расстояние между ними было не менее четверти окружности конуса. Затем осторожно вводят конус в конусное кольцо и, слегка повернув несколько раз, вынимают для осмотра. Если обе риски на всём протя­жении будут размазаны, то угол конуса изделия равен углу калибра. Если же риски размазаны лишь на отдельных участках, - угол изделия не совпадает с углом калибра.

Часто нормальные калибры снабжаются срезом (фиг. 230, а). В этом случае на плоскости среза конусного кольца проходят две риски, за пределы которых не должны выходить, например, линии проточки детали.

Чтобы проверить предельным калибром коническое отверстие, на поверхности калибра делают две кольцевые риски (фиг. 230, б). Если отверстие детали имеет одинаковый угол с калибром, то калибр не дол­жен входить дальше второй риски и ближе первой.

Конусные калибры повышенной точности используются для установки плоских регулируемых втулок.

Изделия, имеющие коническую поверхность, как правило, прове­ряются по соответствующим калибрам на краску.

Шаблоны. При помощи шаблонов производится проверка правиль­ности очертаний детали, углов, радиусов и других элементов.

Фланец это деталь трубопровода в форме диска (кольца) с отверстиями для шпилек (болтов), необходимая при соединении труб и трубопроводной арматуры, а также для монтажа деталей трубопровода и для крепления оборудования к трубопроводу.

Методы изготовления фланцев

Фланцы могут изготавливаться разнообразными методами:

• горячей штамповки;
• газовой вырезки;
• центробежного электрошлакового литья;
• выгибания из стальной полосы;
• ковочным методом.

То, каким способом изготовлен стальной фланец, определяет его конечную стоимость.

Фланцы чаще всего бывают из углеродистой, легированной и нержавеющей стали.

Рассмотрим некоторые методы изготовления фланцев более подробно.

1). Горячая штамповка

Шаг 1. Сталь разогревается до определенной температуры.

Шаг 2. Усилием специального пресса от 1,6 до 2,5 тысяч тонн отштамповывается заготовка.

Шаг 3. Заготовка помещается в штамп и повторным ударом формируется внешняя поверхность фланца.

Шаг 4. Раскаленная поковка помещается в пресс, где производится обрубка «облоя» (избыточного металла на штамповке) и вырубка отверстия в центре.

Шаг 5. Механическая обработка поковки - завершающий этап изготовления фланца.

Ковка (штамповка) придает фланцу отличные прочностные механические свойства.

Этот метод является самым дорогостоящим, однако, он наиболее распространен в России.

2). Метод газовой вырезки

Заготовка вырезается из стали определенной толщины.

На металлорежущем оборудовании заготовка приобретает нужную форму и размер, а на электросварочном оборудовании осуществляется ее сварка.

Такой метод заметно экономит на механообработке, тем не менее, это, можно сказать, единственный способ изготовления фланцев больших размеров, а также нестандартных изделий.

3). Центробежное электрошлаковое литье.

Расплавленный металл помещается в неподвижные или вращающиеся формы (литье под давлением).

Такой метод является наиболее дешевым, но , полученные таким методом, имеют пористый рыхлый металл и, следовательно, сниженные прочностные качества.

Классификация стальных фланцев

(ГОСТ 12820-80).Одевается на трубу, а затем сваривается по периметру соединения. Применяется при t от -70 до 450 °С, давлении до 25 кгс/см².

При монтаже труба вдевается во фланец, обваривается двумя швами (внутри и снаружи) по поверхности торца.

Такое соединение весьма трудоемко, ведь выполняется два сварных шва, а для совмещения отверстий - приходится вращать трубу.

(ГОСТ 12822-80) более удобен при монтаже. Он используется в труднодоступных местах и там, где необходим частый ремонт. Эксплуатируется при t от -70 до 450 °С и давлении до 25 кгс/см².

Соединение стальных свободных фланцев на приварном кольце.

Шаг 1. Фланец надевают на трубу, которая вдевается в кольцо, а затем обваривается. Так же обваривается и другая часть соединения. В результате к трубам приварены лишь кольца, фланцы же легко вращаются на трубах или патрубках.

Шаг 2. Концы приближают друг к другу, а, вращая фланцы, достигают совпадения отверстий по контуру. Далее вставляют шпильки или болты и все стягивают гайками.

При таком соединении не нужно поворачивать трубу или добиваться совпадения отверстий перед сваркой. Также оно весьма удобно в труднодоступных местах и там, где необходима регулярная проверка фланцевого соединения (к примеру, в химической промышленности).

(другое название - "стальной приварной встык"). С помощью дополнительного «юбочного» кольца воротниковые фланцы стыкуются с трубой. После соединение «обваривается» сварочным швом. Применим при t от -253 до 600 °С, давлении до 200 кгс/см²

В ходе монтажа конец трубы торцом соединяется с торцом фланца (так называемым «воротником») и обваривается только одним швом. Соединение получается гораздо быстрее и проще.

В технической литературе типы фланцев обозначаются так:

1-65-25 09Г2С ГОСТ 12821-80, где

1 - это исполнение фланца;

65 - это условный проход (Ду);

25 - это условное давление (Ру);

09Г2С - это марка стали.

Исполнения фланцев

Согласно требованиям ГОСТ поверхности фланца бывают девяти различных исполнений (для свободного фланца возможны только у приварного кольца).

Существует схема стыковки фланцев по исполнениям:

Исп-е №1 (с соединительным выступом) стыкуется с исполнением №1;

Исп-е №2 (с выступом) - с исполнением №3 (с впадиной);

Исп-е №4 (с шипом) - с исполнением №5 (с пазом);

Исп-е №6 (под линзовую прокладку) - с исполнением №6;

Исп-е №7 (под прокладку овального сечения) - с исполнением №7;

Исп-е №8 (с шипом) - с исполнением №9 (с пазом) с непременным использованием прокладки из фторопласта.

Условный проход фланцев (Ду)

К примеру, у нас имеется две трубы, стыкующиеся между собой, либо патрубок на теплообменнике или какой-нибудь емкости. Иногда считают, что обозначение наружного диаметра трубы или патрубка должно соответствовать внутреннему диаметру фланца - это заблуждение.

Например, Ду 100 соответствует наружный диаметр трубы 108 мм или 114 мм (это зависит от исполнения и от буквы А или Б (ГОСТ 12816-80).

Рядом с обозначением фланца обязательно указывается буква. Если буквы нет, подразумевается, что это буква А.

Данная зависимость имеется у плоских фланцев и фланцев с приварным кольцом, у воротниковых встык этой зависимости нет. Условный проход фланцев - основной параметр - от него зависят все геометрические размеры. Т.е., зная величину условного прохода фланцев, все остальные величины присваиваются автоматически.

Условное давление (Ру)

Условное давление – это давление, которое способно выдержать соединение. Его показатель зависит от размеров и уплотнительной поверхности фланцев. Фланец стальной плоский приварной, а так же фланец стальной свободный на приварном кольце, выдерживают давление до 25 кгс/см2. Фланец стальной приварной встык выдерживает давление до 200 кгс/см2.

Единицей измерения для фланцев является кгс/см2.

Фланцевые соединения, состоят из:

Комплекта крепежа (шпильки, гайки, шайбы);

Прокладки (паронитовые, фторопластовые, графитовые, стальные и т.д.).

Подбор необходимого крепежа.

Для правильного подбора крепежных элементов нужно помнить о том, что ими будет укомплектовано конкретное фланцевое соединение, а, следовательно, нужно учитывать такие параметры, как:

Рабочее давление;

Рабочая температура;

Рабочая среда (газ, вода, пар, нефть и др.);

Внешняя среда.

Кроме этих параметров выбор крепежа зависит от марки стали, из которой выполнен фланец.

Количество отверстий во фланце зависит от размера фланца (Ду) и условного давления (Ру).

Прокладки - это сжатые листы или кольца, необходимые для создания герметичного соединения двух поверхностей. Прокладки необходимы для работы в экстремальных температурных условиях и давлениях. Они выполняются из металлических, полуметаллических и неметаллических материалов.

Принцип уплотнения состоит в сжатии прокладки между двумя фланцами, когда прокладка заполняет микроскопические неровности на поверхности фланцев, образуя уплотнение, не допускающее утечку жидкостей и газов. Для того, чтобы добиться герметичности во фланцевом соединении, требуется правильная установка прокладки.

Выполненные методом горячей штамповки и методом литья – купите в сети магазинов "Сила Воды"!

Права на статью принадлежат ООО "Сила Воды" (с)

Полная или частичная перепечатка возможна только с разрешения правообладателя