Якія існуюць метады злучэння фланцаў?

Поўнае кіраўніцтва ад вытворцы фланцаў

За дзесяцігоддзі вытворчасці фланцаў для кліентаў на шасці кантынентах адно пытанне ўзнікае часцей за ўсё: «Які метад фланцавага злучэння падыходзіць для майго праекта?» Адказ мае значэнне. Выбар няправільнага тыпу злучэння можа прывесці да ўцечак, дарагога прастою або нават катастрафічнага збою ў сістэмах высокага ціску. У гэтым кіраўніцтве разглядаюцца ўсе асноўныя метады фланцавага злучэння, тлумачыцца, як працуе кожны з іх, і паказваецца, калі менавіта яго выкарыстоўваць.

1. Увядзенне

Фланцы не прыцягваюць асаблівай увагі, пакуль адзін з іх не выйдзе з ладу. Гэтыя плоскія сталёвыя дыскі размяшчаюцца на канцах труб, клапанаў і помпаў, ствараючы кропку злучэння, якую можна разабраць пры неабходнасці. Паспрабуйце пабудаваць або абслугоўваць трубаправод без іх. Далёка не заедзеце.

Спосаб злучэння вызначае, як фланец мацуецца да трубы і як гэтае злучэнне вытрымлівае ціск, цяпло і вібрацыю. Калі выбраць правільны, сістэма будзе працаваць дзесяцігоддзямі. Калі выбраць няправільны, вы сутыкнецеся з уцечкамі, незапланаванымі адключэннямі або чымсьці значна даражэйшым.

Фланцавыя злучэнні сустракаюцца паўсюль: на нафтаперапрацоўчых заводах, хімічных заводах, электрастанцыях, водаачышчальных збудаваннях, марскіх платформах і лініях харчовай прамысловасці. Кожная галіна мае свае ўласныя патрабаванні, і кожны попыт патрабуе спецыфічнага падыходу да злучэння.

2. Што такое фланцавае злучэнне?

Фланцавае злучэнне простае: два фланцы размешчаны адзін насупраць аднаго, пракладка запаўняе зазор, а балты сціскаюць усё разам. У выніку атрымліваецца герметычнае злучэнне, якое вытрымлівае ціск і застаецца разам пад нагрузкай. Гэта механічнае, а не чароўнае.

Зацягніце балты, пракладка сціскае і запаўняе дробныя паверхневыя дэфекты на паверхнях фланцаў. Вадкасць не можа пранікаць. Балты забяспечваюць прыціскную сілу. Корпус фланца нясе механічныя нагрузкі. Фланец, пракладка і балты - гэта адна каманда. Калі адна частка выходзіць з ладу, злучэнне разбураецца.

Кожнае фланцавае злучэнне выконвае дзве функцыі: герметызаваць вадкасць і ўтрымліваць ціск. Пракладка выконвае герметызацыю. Фланец і балты вытрымліваюць механічныя нагрузкі. Розныя тыпы злучэнняў па-рознаму ўраўнаважваюць гэтыя функцыі, таму важны выбар правільнага.

3. Асноўныя спосабы злучэння фланцаў

Шэсць спосабаў падлучэння фланца да трубы. Ні адзін з іх не новы, усе яны існуюць ужо дзесяцігоддзямі, і кожны з іх існуе таму, што камусьці патрэбна было тое, чаго не маглі даць іншыя. Вось што мы кажам кліентам, калі яны пытаюцца, які з іх выкарыстоўваць.

3.1 Зваранае злучэнне (фланец з зваранай шыйкай)

Фланцы з зварной шыйкай маюць доўгую канічную ўтулку, якая выходзіць з кольца і датыкаецца да канца трубы. Іх злучаюць з дапамогай поўнага праварвання ўстык. Пры правільным выкананні труба і фланец становяцца адным суцэльным кавалкам металу. Напружанне праходзіць праз канічную каніцу, а не збіраецца ў месцы злучэння, а адтуліна застаецца таго ж дыяметра, што і труба, таму нішто не перашкаджае патоку.

перавагі

Недахопы

Дзе вы іх бачыце: Нафта- і газаправоды, пара высокага ціску, хімічныя тэхналагічныя лініі — усюды, дзе злучэнне абсалютна не можа разбурыцца.

3.2 Разьбовае злучэнне (разьбовы фланец)

Разьбовыя фланцы, якія часам называюць шрубавымі фланцамі, маюць разьбу NPT, выразаную ў адтуліне. Труба ўкручваецца прама ўнутр. Ніякіх зварных работ, ніякіх дазволаў на агнявыя работы, ніякіх пажарных наглядаў. Вось чаму іх можна ўбачыць у месцах, дзе зварачная гарэлка была б вельмі дрэннай ідэяй.

перавагі

Недахопы

Дзе вы іх бачыце: Размяшчэнне зварачнай гарэлкі ў месцах размеркавання газу, нізкаціскавых камунальных службаў, часовых устаноўках і любых іншых месцах — дрэнная ідэя.

3.3 Злучэнне Slip-On (фланец Slip-On)

Накладныя фланцы маюць адтуліну крыху большую за вонкавы дыяметр трубы. Труба праслізгвае наскрозь. Вы прыварваеце ступіцу звонку, а адтуліну — знутры, два кутнія зварныя швы, і фланец мацуецца. Просты, танны і кампактны.

перавагі

Дзе вы іх бачыце: Астуджальная вада, паветра і газ нізкага ціску, пажарная бяспека, агульная сантэхніка. Месцы з нізкім ціскам і абмежаваным бюджэтам.

3.4 Злучэнне пад зварку ў раструб (фланец пад зварку ў раструб)

Фланцы пад зварку ў раструб маюць раззенкаваныя адтуліны, таму канец трубы ўваходзіць унутр. Адзін кутні зварны шоў звонку ўтрымлівае іх. Паміж канцом трубы і дном раструба пакідаецца каля 1/16 цалі прасторы. Гэты зазор дазваляе трубе пашырацца пры награванні, не расколюючы зварны шов.

перавагі

Недахопы

Дзе вы іх бачыце: Краны прыбораў, трубаправоды высокага ціску малога дыяметра, гідраўлічныя сістэмы. Усюды, дзе труба мае дыяметр менш за 2 цалі, а ціск рэальны.

3.5 Злучэнне ўнахлест (фланец унахлест)

Фланцы з нахлестам вырабляюцца з двух частак. Задняя частка прыварваецца да трубы і мае закруглены нахлест, які ўтварае ўшчыльняльную паверхню. Фланцавае кольца — гэта проста плоскі дыск, які апранаецца на задняю частку і можа свабодна круціцца. Кальцо забяспечвае адтуліны для балтоў. Задняя частка забяспечвае ўшчыльненне.

перавагі

Недахопы

Дзе вы іх бачыце: Сістэмы, якія часта разбіраюцца для чысткі або праверкі. Магістралі, абліцаваныя дарагімі сплавамі, дзе патрэбны ўтулка са сплаву, а кольца з вугляродзістай сталі. Выраўноўванне адтулін для нітаў у любым месцы — гэта праблема.

3.6 Злучэнне глухім фланцам (глухі фланец)

Глухія фланцы — гэта проста суцэльныя сталёвыя дыскі без адтуліны пасярэдзіне. Прыкруціце адзін да фланца, і канец трубы будзе герметычны. Дадайце пракладку, і яна будзе ўтрымліваць ціск. Выкарыстоўвайце яе пастаянна, каб закрыць трубу або часова, пакуль брыгады па тэхнічным абслугоўванні працуюць вышэй па плыні.

перавагі

Дзе вы іх бачыце: Канцы трубаправода, патрубкі сасудаў, часовая ізаляцыя падчас тэхнічнага абслугоўвання, канчатковыя кропкі гідравыпрабаванняў. Таксама ў будучых кропках пашырэння, дзе пазней можа спатрэбіцца падключэнне.

4. Спосабы герметызацыі, якія выкарыстоўваюцца ў фланцавых злучэннях

Ідэальны фланец з дрэнным ушчыльненнем будзе працякаць. Пракладка, нагрузка на балты і аздабленне паверхні фланца павінны працаваць разам. Калі адзін пункт зроблены няправільна, астатнія два не будуць мець значэння.

Роля пракладак

Пракладкі запаўняюць малюсенькія зазоры паміж фланцавымі паверхнямі. Калі вы зацягваеце балты, пракладка сціскаецца і ўціскаецца ў паверхневыя дэфекты, перашкаджаючы выцяканню вадкасці. Выбар правільнага матэрыялу мае значэнне. Спіральна-намотаная пракладка вытрымлівае цяпло. ПТФЭ вытрымлівае хімічныя рэчывы. Гума вытрымлівае ваду пад нізкім ціскам. Выкарыстоўвайце няправільную пракладку, і вы хутка даведаецеся пра гэта.

Зацягванне балтоў і размеркаванне нагрузкі

Зацягвайце па зоркападобнай схеме, а не па гадзіннікавай стрэлцы. Некалькі праходаў, павялічваючы крутоўны момант кожны раз. Мінімум, што спатрэбіцца, — гэта дынамаметрычны ключ; гідраўлічныя нацяжнікі лепш падыходзяць для вялікіх фланцаў. Калі зацягнуць занадта моцна, пракладка пашкодзіцца. Калі зацягнуць недастаткова, яна ніколі не герметычнасць. Большасць паломак, якія мы бачым, узнікаюць з боку, калі яна свабодна зацягнутая, а не з боку, калі яна зацягнутая.

Тыпы фланцавых паверхняў

Пры паднятай паверхні (RF) плоская паверхня размяшчае пракладку на меншай плошчы кантакту, што канцэнтруе сціск і лепш герметызуе. Плоская паверхня (FF) размеркавае нагрузку па ўсёй паверхні, што лягчэй для мяккіх пракладак. Кальцавое злучэнне (RTJ) мае дакладную канаўку, якая ўгрызаецца ў металічную кальцавую пракладку. Гэта ўшчыльненне трымае ціск і тэмпературу, якія разбурылі б усё астатняе. Падбярыце тып паверхні ў адпаведнасці з пракладкай, і абодва ў адпаведнасці з умовамі эксплуатацыі. Калі памыліцца, нічога больш не будзе мець значэння.

5. Фактары, якія ўплываюць на выбар спосабу падключэння

Мы бачылі накладныя фланцы, прызначаныя для параправодаў з ціскам 600 фунтаў на квадратны дюйм. Мы бачылі разьбовыя фланцы на 8-цалевых трубах. Абодва варыянты не спраўдзіліся. Вось на што варта звярнуць увагу, перш чым выбраць тып злучэння.

6. Перавагі і недахопы кожнага метаду

Мы шмат часу трацім на кансультаванне кліентаў адносна таго, які тып выкарыстоўваць. Вось як гэтыя шэсць метадаў выглядаюць у параўнанні з тым, што сапраўды важна на месцы.

Параўнанне трываласці

Прыварыць гарлавіну з'яўляецца самым трывалым. Канічная ўтулка дазваляе напружанню перацякаць ад трубы да фланца, як быццам яны з'яўляюцца адным цэлым. Раструбная зварка далей ідзе, але толькі для невялікіх труб. без задніка і коленный сустаў добра спраўляюцца з умераным ціскам; толькі не перашкаджайце ім працаваць у цяжкіх умовах. З разьбой злучэнні настолькі добрыя, наколькі добрая ў іх разьба. І глухія фланцы насамрэч не ў адной размове, яны блакуюць паток, не пераносяць яго.

Параўнанне выдаткаў

без задніка выйграе ў кошце матэрыялаў, выкарыстоўвае менш сталі. З разьбой эканоміць на зварачных працах, што ў суме складае працу з дзясяткамі дробных злучэнняў. Сустаў внахлест дазваляе купіць таннае кольца з вугляродзістай сталі, нават калі ўкаранёны канец зроблены з інконелю. Прыварыць гарлавіну з'яўляецца самым дарагім у куплі і ўсталёўцы, але мы ні разу не чулі, каб кліент скардзіўся на цану пасля дзесяці гадоў бесперашкоднай службы. Раструбная зварка і сляпы сядзець дзесьці пасярэдзіне.

Прастата ўстаноўкі

З разьбой самы хуткі. Закруціце, зацягніце, рухайцеся далей. без задніка далей: надзеньце на трубу, зварыце ўнутры і звонку. Сустаў внахлест спрашчае выраўноўванне нітаў, бо кольца свабодна круціцца на канцы ўтулкі. Сляпы Фланцы проста прыкручваюць дыск да фланца, і гэта не так ужо і шмат. Раструбная зварка патрабуе, каб труба была ўстаўлена на патрэбную глыбіню з зазорам пашырэння 1/16 цалі. Прыварыць гарлавіну займае найбольш часу і найлепшы зваршчык: зняць фаску на трубе, ідэальна выраўнаваць яе, зрабіць зварны шов з поўным праварваннем, а затым праверыць яе.

Меры тэхнічнага абслугоўвання

Сустаў внахлест і разьбой твае сябры, калі ты часта разбіраеш рэчы на ​​часткі. Сляпы Фланцы па задуме пастаянна ўсталёўваюцца і здымаюцца. без задніка можна адрэзаць у крайнім выпадку, хоць вы купляеце новы фланец. Раструбная зварка і прыварыць гарлавіну прызначаны для таго, каб заставацца на месцы. Іх зняцце азначае шліфоўку і паўторную зварку.

7. Агульныя прымяненні метадаў фланцавага злучэння

Кожная галіна прамысловасці прасоўвае фланцы ў сваім кірунку. Вось што мы бачым на практыцы.

Нафту і Газ

У нафтагазавай прамысловасці ціск з'яўляецца вырашальным фактарам. Зварная шыйка дамінуе ў трубаправодах высокага ціску для вуглевадародаў, таму што нішто іншае не дае такой жа ўпэўненасці. Глухія фланцы герметызуюць участкі для тэхнічнага абслугоўвання. Нахлесточныя злучэнні сустракаюцца на вялікіх трубаправодах нізкага ціску, дзе сумяшчэнне адтулін для балтоў — гэта палова поспеху.

хімічная апрацоўка

Хімічныя заводы моцна прыціскаюць фланцы. Гарачыя кіслоты, шчолачныя струмені, цыклічныя нагрэвы — усё гэта назапашваецца. Зварная шыйка і раструб спраўляюцца з большай часткай. Злучэнне ўнахлест мае сэнс, калі труба выраблена з сплаву Хастэлой або тытана, і вы не хочаце плаціць за ўвесь фланец. Адна ўцечка на хімічным заводзе можа спыніць працу ўстаноўкі на некалькі дзён, таму герметызацыя — гэта не тое, на чым вы ідзяце ў кампраміс.

Ачыстка вады

Водаачышчальныя і ачышчальныя станцыі працуюць пад умераным ціскам, і бюджэты заўсёды абмежаваныя. Стандартна выкарыстоўваюцца накладныя фланцы. Прыпаднятая паверхня з гумовай пракладкай каштуе амаль нічога і добра герметызуецца пры ціску 150 фунтаў на квадратны дюйм. Ніхто не прапускае пару высокага ціску праз трубаправод ачышчальніка.

Выпрацоўка энергіі

Электрастанцыі сурова ставяцца да фланцаў. Пара пры тэмпературы 600°F цыклічна ўключаецца і выключаецца цэлы дзень. Кожны цеплавы цыкл стварае нагрузку на злучэнне. Зварная шыйка з'яўляецца стандартам для галоўных параправодаў, таму што яна спраўляецца з гэтым цыклам лепш за ўсё астатняе. Разеткавае зварное шво падыходзіць для кранаў прыбораў і невялікіх дапаможных ліній. Зварка павінна быць правільнай, бо дрэнны зварны шво на электрастанцыі не толькі прыводзіць да ўцечкі, але і падвяргае людзей рызыцы.

Марскія і афшорныя сістэмы

Афшорныя ўмовы працы складаныя. Саляныя туманы, абмежаваная прастора і кошт дастаўкі запасных частак верталётам. Зварныя шыйкі абслугоўваюць тэхналагічныя лініі. Глухія фланцы ізалююць абсталяванне падчас працы. Дуплексная нержавеючая сталь папулярная, таму што звычайная вугляродзістая сталь хутка іржавее. Вага таксама мае значэнне, кожны фунт на платформе каштуе грошай на ўтрыманне.

Харчовая і фармацэўтычная прамысловасць

У харчовай і фармацэўтычнай прамысловасці іншая праблема: бактэрыі любяць шчыліны. Любая шчыліна, якую нельга ачысціць, уяўляе рызыку забруджвання. Па гэтай прычыне ў большасці санітарных сістэм замест фланцаў выкарыстоўваюцца фітынгі тыпу хамутоў. Калі фланцы і ёсць, яны амаль заўсёды выраблены з нержавеючай сталі 316L з паліраванымі паверхнямі. Звычайныя фланцы з рэльефнай паверхняй занадта шурпатыя для гэтага свету.

8. Меркаванні па ўстаноўцы і тэхнічным абслугоўванні

Нават высакаякасны фланец будзе працякаць, калі вы няўдала яго ўсталюеце. Мы бачылі, як зварныя шыйкі класа 600 разбураліся з-за таго, што хтосьці паспяшаўся з мацаваннем балтоў. Вось што сапраўды важна ў палявых умовах.

Правільнае выраўноўванне

Грані павінны быць паралельнымі, а адтуліны для нітаў павінны супадаць без прымусу. Калі вы сцягваеце фланцы разам з дапамогай прыціску, спыніцеся і высветліце, у чым праблема. Няправільнае сумяшчэнне стварае нагрузку на выгіб на пракладку, і ніводная пракладка не прызначана для гэтага. Выкарыстоўвайце выраўноўвальныя штыфты або часовыя балты, каб утрымаць усё на месцы, перш чым пачаць канчатковую зацяжку.

Паслядоўнасць зацяжкі нітаў

Зацягвайце балты па зоркападобнай схеме, ніколі па гадзіннікавай стрэлцы вакол фланца. Зрабіце некалькі праходаў, павялічваючы крутоўны момант кожны раз, замест таго, каб зацягваць кожны балт да поўнага крутоўнага моманту за адзін раз. Гэта дазволіць захаваць паралельнасць паверхняў падчас сціскання пракладкі. Прапусціце гэты крок, і вам амаль напэўна прыйдзецца вярнуцца, каб выправіць уцечку.

Выбар пракладкі

Выбірайце пракладку ў залежнасці ад фактычнай службы, а не ад таго, што ёсць у наяўнасці. Спіральна наматаная пракладка з унутраным і вонкавым кольцамі падыходзіць для большасці вуглевадародных і параправодных трубаправодаў. ПТФЭ-рукавы матэрыял абараняе валакністыя пракладкі ад хімічнага ўздзеяння. І не выкарыстоўвайце пракладку паўторна. Пасля сціскання памяць пракладкі знікае. Яна не будзе герметызаваць другі раз.

Праверка на наяўнасць уцечак

Пасля замацавання балтоў праверце злучэнне з дапамогай вадкасці для выяўлення ўцечак або ультрагукавога кантролю. Пасля першага тэрмічнага цыклу зноў правядзіце праверку. Большасць паломак пракладкі адбываецца падчас першага нагрэву і астывання. Запішыце значэнні моманту зацяжкі, тып пракладкі і дату. Праз шэсць месяцаў, калі хтосьці спытае, чаму працякае, гэты аркуш паперы зэканоміць вам гадзіны здагадак.

Лепшыя практыкі тэхнічнага абслугоўвання

Пасля першага цеплавога цыклу зацягніце гайку зноў, а затым праверце яшчэ раз па графіку, які адпавядае патрабаванням да эксплуатацыі. Гарачыя, цыклічныя трубаправоды патрабуюць часцейшай праверкі, чым трубаправоды з халоднай вадой. Мяняйце пракладку кожны раз, калі разбіраеце злучэнне, і кропка. Захоўвайце запасныя фланцы ў зборцы для крытычна важных трубаправодаў; вы ж не хочаце чакаць дастаўкі шэсць тыдняў, калі ўшчыльненне помпы выходзіць з ладу а 2-й гадзіне ночы. І праверце паверхню фланца, перш чым збіраць яго назад. Драпіна або скола, якія выглядаюць нязначнымі, — гэта шлях уцечкі да пракладкі.

9. выснову

Шэсць метадаў, адна задача: злучыць трубу так, каб яна не працякала. Прыварыць шыйку, калі патрэбна трываласць. Разьбяное злучэнне, калі зварка не падыходзіць. Насуўное злучэнне, калі кошт мае найбольшае значэнне. Зварное злучэнне ўглыб для невялікіх трубаправодаў высокага ціску. Нахлест, калі вы рэгулярна разбіраеце што-небудзь. Глухое злучэнне, калі вам трэба закрыць канец.

Няма адзінага найлепшага варыянту. Тое, што працуе на нафтаперапрацоўчым заводзе пры ціску 1500 фунтаў на квадратны дюйм, будзе занадта эфектыўным на вадаачышчальнай станцыі пры ціску 150 фунтаў на квадратны дюйм. Улічыце рэальныя ўмовы эксплуатацыі, бюджэт і тое, як часта трэба будзе разбіраць злучэнне. Затым выберыце падыходны метад.

Пагаворыце з пастаўшчыком фланцаў, пакуль вы яшчэ на стадыі распрацоўкі, а не пасля таго, як трубы ўжо пракладзены. Мы замянілі дастаткова няспраўных фланцаў, якія былі прызначаны для прымянення, дзе павінна была выкарыстоўвацца зварная шыйка. Задавайце пытанні загадзя. Гэта эканоміць усім час і грошы.

Іншыя тыпы фланцаў