Сім основних типів фланців задовольняють різні вимоги трубопровідних систем у нафтогазовій, хімічній, енергетичній промисловості та водопідготовці. Кожен тип фланця має свої переваги у монтажі, вартості та продуктивності. Вибір залежить від робочого тиску, температури, діаметра труби та потреб у технічному обслуговуванні. Цей посібник надає всебічне порівняння кожного типу фланців, щоб допомогти вам приймати обґрунтовані рішення при проєктуванні трубопровідних систем.
Огляд типів фланців
Тип фланця визначає, як фланець з'єднується з трубою, як він розподіляє механічні напруження та як він поводиться в різних робочих умовах. Деякі типи фланців приварюються до труби, інші нагвинчуються, а інші використовують конструкцію з вільною кільцевою частиною. Правильний вибір залежить від конкретних вимог вашого застосування, включаючи клас тиску, температуру, агресивність середовища та частоту розбирання з'єднання.
| Тип фланця | Метод з'єднання | Типовий діапазон розмірів | Поширені класи | Відносна вартість |
|---|---|---|---|---|
| З приварним шипом (Weld Neck) | Стикове зварювання | NPS 1/2 - 24 | 150 - 2500 | Висока |
| Насувний (Slip-On) | Кутовий шов (2x) | NPS 1/2 - 24 | 150 - 600 | Середня |
| Глухий (Blind) | Болтове з'єднання (без труби) | NPS 1/2 - 24 | 150 - 2500 | Середня |
| З під зварювання в розтруб (Socket Weld) | Кутовий шов (1x) | NPS 1/2 - 2 | 150 - 2500 | Середня |
| Різьбовий (Threaded) | Різьба NPT | NPS 1/2 - 4 | 150 - 300 | Низька |
| З вільним кільцем (Lap Joint) | Стикове зварювання (кінцева втулка) | NPS 1/2 - 24 | 150 - 600 | Середня |
| Перехідний (Reducing) | Стикове зварювання або кутовий шов | NPS 1 - 24 | 150 - 600 | Висока |
| З отвором для діафрагми (Orifice) | Стикове зварювання | NPS 1 - 24 | 300 - 2500 | Висока |
Фланець з приварним шипом (Weld Neck)
Фланець з приварним шипом має довгу конічну втулку, яка забезпечує плавний розподіл напружень від труби до тіла фланця. Він з'єднується з трубою за допомогою повнопроникного стикового зварного шва, що дозволяє проводити радіографічний контроль і забезпечує міцність з'єднання, рівну міцності самої труби. Фланці з приварним шипом доступні у всіх класах тиску від 150 до 2500 і є кращим вибором для умов високого тиску, високої температури та інтенсивних циклічних навантажень. Однак вони вимагають кваліфікованого зварювання та неруйнівного контролю, що робить їх дорожчими у монтажі, ніж простіші типи фланців.
Насувний фланець (Slip-On)
Насувний фланець одягається на зовнішній діаметр труби і приварюється двома кутовими швами: один з внутрішньої сторони отвору, інший – з зовнішньої поверхні. Він легший у вирівнюванні та дешевший, ніж фланець з приварним шипом, що робить його популярним для низькотискових застосувань. Насувні фланці зазвичай обмежені класами від 150 до 600 і часто використовуються в низькотискових системах водопостачання, повітропостачання та комунальних послуг. Відсутність конічної втулки означає меншу концентрацію напружень, ніж у фланця з приварним шипом, але також знижує втому під циклічними навантаженнями.
Глухий фланець (Blind)
Глухий фланець – це суцільний диск без центрального отвору, який використовується для герметизації кінців труб, отворів клапанів та патрубків посудин під тиском. Оскільки він не має отвору, глухий фланець може витримувати найвищі показники тиску серед усіх типів фланців. Глухі фланці необхідні для випробування зібраних трубопровідних секцій тиском, забезпечення майбутніх точок підключення для розширення об'єктів та ізоляції виведеного з експлуатації обладнання. Вони доступні у всіх розмірах від NPS 1/2 до 24 та у всіх типах ущільнювальних поверхонь, включаючи виступну (raised face), плоску (flat face) та кільцеве ущільнення (ring joint).
Фланець з під зварювання в розтруб (Socket Weld)
Фланець з під зварювання в розтруб має розточений отвір, в який вставляється труба, і кріпиться одним кутовим швом із зовнішнього боку. Внутрішній буртик запобігає проходженню труби через фланець, а невеликий зазор (приблизно 1/16 дюйма) в нижній частині розтруба компенсує теплове розширення. Фланці з під зварювання в розтруб використовуються для труб малого діаметра від NPS 1/2 до 2 і підходять для застосувань з високим тиском, де простір обмежений. Вони ідеально підходять для ліній хімічного впорскування, приєднань приладів та гідравлічних систем.
Різьбовий фланець (Threaded)
Різьбовий фланець має внутрішню різьбу, яка нагвинчується на трубу із зовнішньою різьбою за стандартом NPT або BSP. Зварювання не потрібне, що робить різьбові фланці ідеальними для небезпечних середовищ, де заборонені гарячі роботи. Вони обмежені нижчими класами тиску (зазвичай Class 150 та 300) і меншими розмірами. Різьбові фланці забезпечують швидкий монтаж та демонтаж для обслуговування, але мають нижчу міцність з'єднання, ніж зварні, і можуть протікати з часом через термоциклічні навантаження.
Фланець з вільним кільцем (Lap Joint)
Фланець з вільним кільцем складається з двох окремих компонентів: вільного кільця, що надягається на трубу, та окремо виготовленої кінцевої втулки (stub end), яка приварюється до труби. Кільце залишається вільним для обертання, що усуває проблеми з вирівнюванням болтових отворів під час збирання. Фланці з вільним кільцем ідеальні для застосувань, що вимагають частого розбирання та огляду, таких як охолоджувальна вода та комунальні послуги. Вони також забезпечують економію коштів при використанні дорогих матеріалів для труб, оскільки кільце може бути виготовлене з дешевшого матеріалу, ніж кінцева втулка.
Перехідний фланець (Reducing)
Перехідний фланець має два різні діаметри отворів в одному тілі фланця, що дозволяє з'єднувати труби різних розмірів без окремого перехідника. Ексцентрична конструкція забезпечує вирівнювання верхніх частин обох отворів для запобігання накопиченню повітря або пари. Перехідні фланці зазвичай використовуються на всмоктувальних та нагнітальних патрубках насосів, з'єднаннях обладнання та зміні діаметра трубопроводу, де простір обмежений. Вони економлять місце та зменшують кількість потенційних точок витоку порівняно з комбінацією фланець + перехідник.
Фланець з отвором для діафрагми (Orifice)
Фланець з отвором для діафрагми – це спеціалізований фланець, призначений для вимірювання витрати за перепадом тиску. Він має радіальні отвори для відбору тиску з обох боків фланця та віджимні гвинти для легкого видалення діафрагми. Фланці з отвором для діафрагми регулюються стандартом ASME B16.36, а не B16.5, і доступні в класах від 300 до 2500. Вони вимагають прямих ділянок трубопроводу до та після місця встановлення для точного вимірювання витрати і зазвичай використовуються в комерційних вимірюваннях та системах контролю процесів.
Як вибрати правильний тип фланця
Почніть з оцінки робочого тиску та температури, щоб визначити необхідний клас тиску. Потім розгляньте метод приєднання до труби: зварні з'єднання забезпечують найвищу цілісність, різьбові з'єднання уникають гарячих робіт, а конструкції з вільним кільцем полегшують часте розбирання. Врахуйте частоту технічного обслуговування та необхідність неруйнівного контролю. Нарешті, оцініть вартість життєвого циклу, а не лише початкову ціну, оскільки деякі типи фланців, які коштують дорожче спочатку, можуть забезпечити нижчі загальні витрати протягом терміну служби системи завдяки зменшеному обслуговуванню та довшому терміну служби.
Потрібна допомога у виборі правильного типу фланця?
Зв'яжіться з нашою інженерною командою для отримання експертної допомоги у виборі фланців для вашого наступного проєкту.
