Фланцевое соединение: что это такое, какие бывают и как правильно устанавливать

Такой способ стыковки применяют практически везде: в ЖКХ, сельском хозяйстве, промышленности, транспортной инфраструктуре. Подходит он для самых разных условий: от горячей воды до нефтехимии и агрессивных кислот.

Какие бывают фланцевые соединения

Типов фланцев довольно много. ГОСТ 33259-2015 делит их на несколько конструктивных видов, каждый из которых рассчитан на свои задачи:

• Приварной — надевается на трубу и приваривается по периметру. Это один из самых распространённых и надёжных вариантов.
• Свободный на приварном кольце — состоит из двух элементов: один приваривается к трубе, второй свободно надевается поверх. Удобно при сборке.
• Свободный на отбортовке — используют с мягкими металлами, где сварка не подходит.
• Свободный на хомуте под приварку — похож на вариант с кольцом, только вместо него используется хомут.
• Приварной встык — соединяется с трубой торец в торец, с последующей сваркой.
  Корпусной — встроен в арматуру или оборудование, отдельно не изготавливается.
• Если говорить проще — свободные фланцы  проще установить, но они менее устойчивы при высоком давлении. Воротниковые (с выступом) обеспечивают прочность и герметичность в тяжёлых условиях.

Исполнения: что это такое и зачем нужно

Фланцы отличаются не только конструкцией, но и исполнением — это, по сути, тип поверхности, которая обеспечивает уплотнение. ГОСТ выделяет девять вариантов:

• А — плоская поверхность;
• В — соединительный выступ;
• С и L — шип;
• D и M — паз;
• E — выступ;
• F — впадина;
• J и K — под специальные прокладки (овальные, линзовые).

Каждое исполнение подбирают под конкретные условия эксплуатации. Например, шип-паз обеспечивает дополнительную герметичность при высоком давлении, а плоская поверхность подойдёт для более простых систем.

Из чего делают фланцы

Основной материал — это, конечно, сталь. Но и она бывает разной:

• Сталь 20 — обычная углеродистая, для воды и неагрессивных сред;
• 09Г2С — низколегированная, прочнее, применяется при низких температурах;
• 12Х18Н10Т — нержавейка, для химических веществ, пищевых и агрессивных сред.

Реже используют чугун, титан, латунь, бронзу, алюминий или даже полипропилен — в зависимости от среды и требований по прочности.

Что касается прокладок, тут ещё больше выбора. Они могут быть:

• неметаллические (резина, паронит, фторопласт);
• металлические (из мягких сплавов, чтобы не повредить фланец);
• комбинированные (например, графит с армированием).

Материал прокладки подбирают по давлению, температуре и рабочей среде. Например, если труба с паром — ставят термостойкий паронит. А если кислотная среда — используют фторопласт.

Что говорят стандарты

Основной документ — ГОСТ 33259-2015. Он пришёл на смену целой серии прежних ГОСТов и теперь регулирует почти всё: от типоразмеров до требований к материалу. Также в промышленности применяют стандарты DIN (Европа), ANSI/ASME (США, Япония) — особенно если проект международный.

Как устанавливают фланцевое соединение

Главный момент в установке — затяжка болтов. Если где-то промахнуться, может пойти течь, сорваться резьба или повредиться прокладка. Всё начинается с подготовки:

• проверяют, чтобы не было трещин, ржавчины, царапин;
• поверхность очищают и обезжиривают;
• удаляют старые прокладки и заусенцы;
• устанавливают новую прокладку (иногда допускается комплект из нескольких старых, но только если они в хорошем состоянии).

Затяжку делают в два круга. Сначала болты слегка подтягивают, а потом — окончательно. Идут по схеме: сначала один болт, потом напротив него, потом 90 градусов от них и так далее — чтобы нагрузка распределялась равномерно. Если отверстий мало — затягивают «крест-накрест».

Для этого используют не только обычные ключи, но и гидравлические, пневматические, а на крупных объектах — шпильконатяжители. Иначе нужное усилие вручную не добиться.

После запуска системы из-за температур и давления стык может ослабнуть — это нормально. Через сутки соединения надо дотянуть, чтобы исключить протечки.