Фланец, фланцы, фланцевые соединения - описание, применение.

Фланцы стальные (от нем. Flansch) - соединительная часть трубопроводной арматуры, резервуаров, валов и др., выполняемая, как правило, заодно с основной деталью (узлом) или присоединяемая к основной детали при помощи соединений; обычно плоское кольцо или диск со ступенчатым поперечным сечением с отверстиями под болты или шпильки, расположенными симметрично по средней окружности кольцевой поверхности фланца для соединения с другими стальными фланцами. Фланцы получили широкое применение в трубопроводном транспорте. Начиная от коммунальных сетей и заканчивая нефте- и газопроводами высокого давления. Такое широкое применение обусловлено рядом причин, и первая из них - универсальность их применения. Фланцы могут изготавливаются как из высокопрочных и кислостойких марок сталей, так и из низкосортных марок, в зависимости от требований к применению.

Существуют несколько типов фланцев применяемых в трубопроводном транспорте: приварные встык, плоские стальные приварные, свободные на приварном кольце.

К основным типам стальных, приварных, круглых фланцев, используемых в трубопроводной арматуре, в резервуарах и аппаратах нефтехимической промышленности относятся: фланцы стальные, плоские с соединительным выступом или без него; с кольцевыми цилиндрическими выступами или впадинами для установки прокладок и центрирования с конусной или цилиндрической частью для сварки встык.

К одним из важных параметров фланца относятся:

• толщина присоединительной кольцевой части фланца -b;
• диаметральная высота этой части (D -D1)/2;
• число n и диаметр d отверстий для болтов или шпилек, крепящихся фланцев.

Для обеспечения равномерного распределения удельных давлений в стыке кольцевых поверхностей стальных фланцев и создания требуемых давлений в прокладке фланец должен быть жестким. Это требование является особенно важным для аппаратуры и резервуаров, работающих с агрессивными средами. По принятым в машиностроении нормам стальной фланец считается жестким при толщине b = (2 / 2,5) d.

При небольших размерах фланца (D до 200 мм) и давлениях до 2 МПа выбирают предварительно d= 12 / 18 мм, n = 4 / 8, b = 12 / 20 мм. При заданном давлении в прокладке производят проверку болтов на прочность.

При увеличении D увеличивают также d, n, b. Размеры кольцевой опоры поверхности фланца стального принимаются также с учетом машиностроительных нормативов для размеров мест под гаечные ключи.

В зависимости от размеров фланцев, производительных возможностей предприятия и требований к качеству металла фланцы стальные могут изготавливаться разными методами: механической обработкой из стальных листов, из поковок, обычным литьем или центробежным. Одним из выгодных методов исходя из себестоимости, считается изготовление заготовок центробежным литьем с электрошлаковым переплавом металла. В этом случае достигается высокое качество структуры металла, а также возможность изготовления фланцев из различных, в том числе легированных, марок сталей.

Всем этим требованиям для заготовок фланцев стальных несложной формы и средних размеров удовлетворяют поковки.

Стандарты определяют, что поковки типа фланец, как заготовки для деталей ответственного назначения, следует изготавливать на гидравлических прессах методом многопереходной закрытой объёмной штамповки.