Технические статьи

ГлавнаяТехнические статьиФланцыКлассификация → Фланцы ASME/ANSI B16.5. Типы фланцев ANSI/ASME B 16.5: плоские, воротниковые, свободные, резьбовые, фланцевые заглушки.

Фланцы ASME/ANSI B16.5. Типы фланцев ANSI/ASME B 16.5: плоские, воротниковые, свободные, резьбовые, фланцевые заглушки.

Фланцы по ANSI B16.5. Различные типы фланцев.

Фланцы по ANSI B16.5. Различные типы фланцев.

Наиболее распространённым стандартом на фланцы в США является ANSI B16.5.
Этот стандарт, подобно отечественным ГОСТам, содержит описания типоразмеров, ориентировочных масс для фланцев разнообразных Ду и Ру.
Привычное для русского арматурщика название "фланцы воротниковые", например, звучит в ANSI B 16.5 как "Welding Neck Flange".
Изучение зарубежных стандартов на фланцы позволяет учиться на чужих ошибках и успехах.

Дата публикации: 10 июня 2011

Автор: Дроздов М.В., ООО «Инженерный Союз»

Разместите статью о трубопроводах в данном каталоге
Ваша информация на каталоге технических статей

Характеристики фланцев по американскому стандарту ASME/ANSI B16.5

Наиболее распространённым американским стандартом на стальные фланцы является ASME/ANSI B16.5 «Pipe Flanges and Flanged Fittings» (Трубные фланцы и фланцевые фитинги  от NPS 1/2 до NPS 24).

Этот стандарт, подобно отечественным ГОСТам, содержит описания типоразмеров, ориентировочных масс и допусков для фланцев Ду ½″…24″ (NPS, в дюймах) и Ру классов 150…2500 (Class, в psi).

В начало

Стальные фланцы ASME/ANSI, их конструкция и обработка поверхности

Фланцы ASME/ANSI B16.5, различаются по типу конструкции.

В начало

Фланец стальной приварной встык (Welding Neck Flange): фланцы API, ANSI/ASME

Фланец воротниковый - Weld Neck Flange ASME/ANSI, API

Рисунок 1. Фланец воротниковый.
Weld Neck Flange ASME/ANSI, API

Фланцы стальные приварные встык (Welding Neck flanges, воротниковые фланцы) обладают наибольшим набором типоразмеров и доступны для всех диаметров и классов давлений. Фланцы воротниковые привариваются к трубе встык. Воротниковые фланцы обеспечивают стойкость соединения к наибольшим нагрузкам и обеспечивают максимальную надёжность соединения трубопровода. По этой причине наиболее актуальным является производство фланцев воротниковых. Такие фланцы обладают конструктивными преимуществами с фланцами остальных типов и применяются в самых ответственных и опасных условиях на объектах атомной энергетики, газовой и нефтехимической промышленности.

В случае особо критических условий применяются фланцы воротниковые по стандарту API 6A.

В начало

Фланцы стальные плоские приварные (Slip-on Flanges)

Фланцы плоские - Slip On Flange ANSI/ASME

Рисунок 2. Фланцы плоские -
Slip On Flange ANSI/ASME

Плоские фланцы (slip-on flanges, дословно переводится как "нацепляющиеся фланцы"), также стандартизованы в большинстве классов давления и величин DN, являются популярными благодаря простоте и применения. Такой кованый фланец насаживается на торец трубы и, как правило, сконструирован так, что вылет фланца за конец трубы составляет около 0,375 "(9,5 мм).

Фланцы плоские особенно интенсивно применяются для трубопроводов низких давлений: Class 150 (PN 20) или Class 300 (PN 50).

Многие производители фланцев не изготавливают плоские фланцы для более высоких давлений, мотивируя это двумя причинами:

  • соединение между фланцем и трубой не так надёжно, как в соединение воротниковых фланцев (Weld Neck Flanges);
  • способ крепления плоского фланца (ASME Slip On Flange) к трубе влечёт большую восприимчивость к коррозии.

В начало

Фланцы резьбовые (Threaded Flanges или Screwed Flanges)

Резьбовой фланец - Threaded ANSI/ASME Flange

Рисунок 3. Резьбовой фланец -
Threaded ANSI/ASME Flange

Резьбовые фланцы (по номенклатуре ASNE/ANSI, Threaded или Screwed Flanges) прикрепляются к трубе при помощи резьбы, как и другие фитинги с резьбовым соединением. После навинчивания на трубу такой фланец можно приварить к ней для усиления соединения.

Хотя резьбовые фланцы ASME стандартизованы американскими нормативными документами для многих классов давлений и условных диаметров, используются резьбовые фланцы в исключительных случаях небольших диаметров и низких классов давлений.

В начало

Фланцы свободные (Lap Joint Flanges, или Lapped Flanges, или Van Stone Flanges)

Фланцы свободные используются  на часто разбираемых участках трубопроводов.

Фланцы свободные - Lap Joint Flanges ASME/ANSI

Рисунок 4. Фланцы свободные -
Lap Joint Flanges ASME/ANSI

Конструкция свободных фланцев Lap Joint Flanges подразумевает плотное прижатие концевого приварного кольца или бурта трубы. Фланцы Lapped Flanges ASME/ANSI могут свободно вращаться вокруг трубы, если они не соединены крепежом.

Фланцы ASME / ANSI Lap Joint могут использоваться на всех классах давлений и доступны в полном диапазоне размеров. Давление болтов передается на прокладку посредством фланца и уплотнительной поверхности приварного кольца.

В начало

Преимущества фланцев Lap Joint ANSI / ASME при монтаже и демонтаже

Фланцы имеют слежующие особые преимущества при монтаже и демонтаже:

  • свободный поворот вокруг трубы облегчает выравнивание крепежных отверстий для крепежных болтов или шпилек противоположных фланцев;
  • отсутствие контакта фланца с рабочей средой в трубе зачастую позволяет использовать недорогие фланцы из углеродистой стали с нержавеющими трубами;
  • свободные фланцы не контактируют с транспортируемой средой, следовательно, возможно повторное применение фланцев ASME / ANSI, отслуживших даже на сильно подверженных внутренней коррозии трубопроводов.

В начало

Фланцы раструбные (ANSI/ASME Socket Weld Flanges)

Фланец гнездовой - Socket weld Flange ASME/ANSI

Рисунок 5. Фланец гнездовой -
Socket weld Flange ASME/ANSI

Фланцы раструбные ANSI/ASME Socket Weld Flanges похожи на плоские, но имеют конструктивное углубление (гнездо) в задней части фланца, образованное небольшим воротником. При монтаже конец трубы вставляется и вваривается в гнездо фланца.

Однако, соединение фланца через гнездо не так прочно, как соединение фланцев приварных встык, поэтому применение такого типа фланца всегда ограничиваются NPS 4 (DN 100) и меньших размеров, и имеют более низкие допуски давлений.

Преимуществом гнездовых фланцев ANSI / ASME является лёгкость подготовительных работ и сборки фланцевого соединения.

В начало

Фланцевые заглушки (Blind Flanges ASME/ANSI)

Заглушка фланцевая - Blind Flange ASME/ANSI

Рисунок 6. Заглушка фланцевая -
Blind Flange ASME/ANSI

Фланцевые заглушки (ASME/ANSI, API Blind Flanges) доступны для любых классов давлений и условных диаметров.

Глухие фланцы (Blind Flanges) представляют собой цельные металлические диски с соответствующими фланцам болтовыми отверстиями и уплотнительными поверхностями.

Применяются стальные фланцевые заглушки в для герметичного перекрытия участка трубопроводных систем и для быстрого доступа к внутренней поверхности трубопровода.

В начало

Соединительные выступы фланцев ANSI/ASME B16.5

Фланцы ANSI / ASME класса 150 (PN 20) и фланцы класса 300 (PN 50) всех типов, кроме свободных фланцев, обычно снабжаются уплотнительным соединительным выступом высотой 0.06" (1,6 мм)  (которая входит в толщину фланца). Фланцы ANSI более высоких давлений оснащаются выступом в 0,25" (6,4 мм) в дополнение к имеющейся толщине фланца.

В таком случае фланцы этих типов могут быть оснащены множеством других уплотнительных поверхностей, таких, как, выступ и впадина, шип, и паз, и т.д.

Фланцы свободные изготавливаются с плоской поверхностью, так как фланцы свободные не имеют уплотнительной поверхности.

В начало

Фланцы ASME/ANSI B 16.5 Class 150 (PN20) из кованой стали ASTM-105

В качестве примера приведём здесь основные характеристики кованых фланцев ASME/ANSI B 16.5. В строках таблицы с белым фоном представлены характеристики фланцев в американской системе измерений (дюймы, фунты). В строках с серым фоном даны альтернативные значения в единицах измерения системы СИ (миллиметры, килограммы).

NPS Болтовые отверстия   Диаметр воротника   Приближённая масса (вес фланцев ANSI)
DN Кол-во отверстий диам. болт. отв. диам. болт. окр. глубина гнезда основание верх рад. скругл.        
  H J K L M N r WN SO, Threaded, SW Blind LJ
½ 4 0.62 2.38 0.38 1.19 0.84 0.12 2 1 1 1
15 4 16 60.3 10 30.2 21.4 3 0.9 0.5 0.5 0.5
¾ 4 0.62 2.75 0.44 1.50 1.05 0.12 2 2 2 2
20 4 16 69.8 11 38.1 26.6 3 0.9 0.9 0.9 0.9
1 4 0.62 3.12 0.50 1.94 1.32 0.12 3 2 2 2
25 4 16 79.4 13 49.2 33.5 3 1.4 0.9 0.9 0.9
4 0.62 3.50 0.56 2.31 1.66 0.19 3 3 3 3
32 4 16 88.9 14 58.7 42.1 5 1.4 1.4 1.4 1.4
4 0.62 3.88 0.62 2.56 1.90 0.25 4 3 4 3
40 4 16 98.4  16 65.1 48.3 61 81 1.4  1.8 1.4 
2 4 0.75 4.75 0.69 3.06 2.38 0.31 6 5 5 5
50 4 20 120.6 17 77.6 60.4 8 2.7 2.3 2.3 2.3
4 0.75 5.50 0.75 3.56 2.88 0.31 8 7 7 7
65 4 20 139.7 19 90.5 73.0 8 3.6 3.2 3.2 3.2
3 4 0.75 6.00 0.81 4.25 3.50 0.38 10 8 9 8
80 4 20 152.4 21 107.9 88.9 10 4.5 3.6 4.1 3.6
8 0.75 7.00 - 4.81 4.00 0.38 12 11 13 11
90 8 20 177.8 - 122.2 101.6 10 5.4 5.0 5.9 5.0
4 8 0.75 7.50 - 5.31 4.50 0.44 15 13 17 13
100 8 20 190.5 - 134.9 114.3 11 6.8 5.9 7.7 5.9
5 8 0.88 8.50 - 6.44 5.56 0.44 19 15 20 15
125 8 23 215.9 - 163.5 141.3 11 8.6 6.8 9.1 6.8
6 8 0.88 9.50 - 7.56 6.63 0.50 24 19 26 19
150 8 23 241.3 - 192.1 168.3 13 10.9 8.6 11 8.6
8 8 0.88 11.75 - 9.69 8.63 0.50 39 30 45 30
200 8 23 298.4 - 246.1 219.1 13 17.7 13.6 20.4 13.6
10 12 1.00 14.25 - 12.00 10.75 0.50 52 43 70 43
250 12 26 361.9 - 304.8 273.0 13 23.6 19.5 31.8 19.5
12 12 1.00 17.00 - 14.38 12.75 0.50 80 64 110 64
300 12 26 431.8 - 365.1 323.8 13 36.3 29.0 49.9 29.0
14 12 1.12 18.75 - 15.75 14.00 0.50 110 90 140 105
350 12 29 476.2 - 400.0 355.6 13 50.0 41.0 63.5 47.6
16 16 1.12 21.25 - 18.00 16.00 0.50 140 98 180 140
400 16 29 539.7 - 457.2 406.4 13 64.0 44 5.81 81.6
18 16 1.25 22.75 - 19.88 18.00 0.50 150 130 220 160
450 16 32 577.8 - 504.8 457.2 13 68.0 59.0 99.8 72.6
20 20 1.25 25.00 - 22.0 20.0 0.50 180 165 285 195
500 20 32 635.0 - 558.8 508.0 13 81.6 75.0 129.0 88.5
24 20 1.38 29.50 - 26.12 24.00 0.50 260 220 430 275
600 20 35 749.3 - 663.6 609.6 613 118 99.8 195.0 125.0

В шапке таблице использованы следующие сокращения:

  • NPS — Ду фланца в дюймах,
  • DN — Ду фланца в миллиметрах,
  • H — количество отверстий под крепежные изделия;
  • J — диаметр отверстий для крепежа;
  • K — диаметр болтовой окружности;
  • L — глубина гнезда;
  • M — основание воротника воротникового и раструбного фланцев, Weld Neck, Socket Weld Flange;
  • N — приварной конец воротника воротникового фланца Flange Weld Neck;
  • r — радиус скругления раструбного фланца Socket Weld Flange;
  • WN — воротниковые фланцы ANSI B16.5 Weld Neck;
  • SO — плоские фланцы Slip On;
  • Threaded — резьбовые фланцы Screwed;
  • SW — раструбные фланцы, Socket Weld Flange;
  • LJ — свободные фланцы, Lap Joint Flanges.

В начало

Заключение

Изучение зарубежных стандартов на фланцы позволяет учиться на чужих ошибках и успехах. Опыт компании ООО «Инженерный Союз», качество трубопроводной продукции и запас деталей трубопроводов на складе дает возможность качественно выполнять регулярные заказы клиентов, и поддерживать высоко конкурентоспособные цены на качественные фланцы ANSI B 16.5.

В начало

Список литературы

  1. Юфин В. А. Трубопроводный транспорт нефти и газа.. – М. : Недра, 1976.
  2. Flange type duct joint assembly : Пат. US4218079 США F16L23/00.. – 1980.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100