Изображение 

Трубопроводная арматура может быть классифицирована по типу ее присоединения к трубопроводу, резервуару или установке. Три основные конфигурации присоединения – фланцевое, резьбовое, сварное. 

Фланцевое соединение – арматура крепится к трубопроводу с помощью фланца – плоской пластины на конце трубопровода с отверстиями для резьбового крепежа (болтов или шпилек). Чаще всего применяют фланцы круглой формы.

Фланцы, привариваемые к трубопроводу, называются ответными фланцами и могут быть двух видов: плоскими или воротниковыми (по характеру присоединения к трубе). Форма уплотнительной поверхности фланцев, количество и диаметры отверстий для крепежа, форма и материал прокладок между фланцами зависят от номинального давления арматуры, характеристик рабочей среды и описаны в соответствующих стандартах:

  • ГОСТ 12815  Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/кв. см)
  • ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250
  • EN 1092 Flanges and their joints - Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, PN designated
  • ASME/ANSI B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings

Материал ответных фланцев и крепежа, как правило, соответствует материалу трубопровода или материалу арматуры.

Фланцевое соединение – наиболее распространенный тип соединения в арматуре. К его достоинствам относят надежность, возможность многократного монтажа и демонтажа (упрощает замену и ремонт арматуры). Из недостатков – большие габариты и масса, необходимость обслуживания соединения (подтяжки гаек и замены прокладок) – особенно при наличии вибрации или воздействии окружающей среды. 

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 1), При подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности. Следует отметить, что для свободных фланцев различные исполнения возможны только у приварного кольца.

Варианты исполнений поверхности фланцев

Рис. 1. Варианты исполнений поверхности фланца.

1. - соединительный выступ; 2 - выступ; 3 – впадина; 4 – шип; 5 – паз; 6 – под линзовую подкладку; 7 – под прокладку овального сечения; 8 – с шипом под фторопластовую прокладку; 9 – с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланцы с выступом, впадиной применяются при давлении до 1,6 МПа. Фланцы с шип-пазом применяют при обработке ядовитых, коррозионных и взрывоопасных сред при давлении до 6,4 МПа. Фланцы в исполнении 1 используются при условном давлении не выше 6,3 МПа.

Существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:

Схема стыковки фланцев по исполнениям

Рис. 2. Схема стыковки фланцев по исполнениям уплотнительной поверхности

 Прокладки фланцевых соединений

Надежность и качество фланцевого соединения во многом зависит от выбора уплотнительной прокладки. Для фланцевых соединений применяются как мягкие неметаллические, полуметаллические, так и полностью металлические прокладки.

Прокладка – это отдельный сжимаемый элемент соединения, который, находясь в сжатом состоянии между фланцевыми деталями трубопроводов, под действием давления от затянутых крепежных изделий, заполняет собой промежуток между соединяемыми деталями. 

Подвижное или неподвижное уплотнение фланцевых разъемов обеспечивают различными материалами: резиной, паронитом, легкоплавким уплотнителем и др. Фланцы плоские герметизируют, применяя мягкие металлические или гофрированные прокладки с мягкой набивкой.

Для исполнений фланцев 1, 2, 3, 4, 5 допустимо использование широкого перечня прокладок: металлических (в т. ч. зубчатых), металлографитовых на основе терморасширяющегося графита (ТРГ), спирально-навитых (СНП), эластичных (они особенно востребованы для чугунных фланцев). Если речь идет о вредных веществах 1, 2 или 3 классов опасности или пожаро-взрывоопасных веществах, для фланцев с исполнением уплотнительной поверхности 1 следует использовать волновые прокладки ТРГ с упругим вторичным уплотнением, а прокладки СНП снаряжать двумя ограничительными кольцами. 

Фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 6 и 7 применяют с линзовыми прокладками, а также прокладками овального и восьмиугольного сечения. А фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 8 и 9 ─ с прокладками на основе фторопласта-4.

Иногда арматура конструктивно выполняется без фланцев, но с отверстиями в корпусе или специальными проушинами для крепления с помощью шпилек между двумя ответными фланцами трубопровода. В этом случае говорят о межфланцевом креплении арматуры.

Резьбовое соединение. Применяется для арматуры малых диаметров при низких и средних значениях давлений рабочей среды. Является технологичным и экономичным ввиду малых габаритов и отсутствия мелких деталей. Основные виды резьбовых соединений:

Муфтовое – арматура присоединятся с помощью муфт с внутренней резьбой

 

Цапковое – присоединяется на наружной резьбе с буртиком под уплотнение (ввинчивается по резьбе одним концом в тело агрегата или резервуара).

В штуцерном соединении присоединительный конец арматуры с наружной резьбой посредством накидной гайки подтягивается к трубопроводу. Его используют для арматуры малого и сверхмалого (с номинальным диаметром до 5,0 мм) диаметров. 

Сварное соединение применяется там, где нужно обеспечить абсолютную герметичность и надежность соединения: токсичные, агрессивные, легковоспламеняющиеся, радиоактивные среды, среды с высоким рабочим давлением и температурой. 

Сварные соединения могут быть выполнены в раструб и встык. В первом случае сварочный шов располагается на внешней стороне трубы. Во втором случае соединение может дополняться подкладным кольцом, исключающим перекос соединяемых деталей.

Преимущества сварного соединения – его минимальный вес, компактность, надежность и минимальные затраты на обслуживание. К недостаткам относится повышенная сложность демонтажа и замены арматуры.

По ссылкам ниже приведены

  •  Исполнения фланцев арматуры по ГОСТ 12815-80
  •  Обозначения исполнения фланцев арматуры по ГОСТ 12815-80 и ГОСТ 33259-2015