Фланцы по ASME
Фланцы ANSI производятся в соответствии с требованиями Американского института стандартов. Данные стандарты распространяется на следующие исполнения фланцев:
— WN (Weld Neck) фланец приварной встык (воротниковый)
— SO (Slip On) фланец приварной
— SW (Socket Weld) фланец приварной с впадиной под сварку
— L (Lapped) фланец приварной внахлест
— ST (Screwed/Threaded) фланец с резьбой (на базе SO)
|
|
Производство фланцев из кованой стали регулируется отраслевыми стандартами, изданными:
1) Американским обществом по испытанию материалов (ASTM);
2) Американским национальным институтом стандартов (ANSI);
3) Обществом стандартизации компаний-изготовителей задвижек и фитингов;
4) Американским нефтяным институтом (API);
5) Канадской ассоциацией по стандартизации (CSA);
6) Американским обществом инженеров-механиков (ASME);
7) Институтом производства труб (PFI).
Они включают в себя требования в отношении материалов, методов производства, размеров и процедур контроля качества.
Требования ASTM представляют собой, по сути, требования к материалам. Они определяют разрешенное для производства фланцев сырье: слитки, крупные заготовки, чушки, слябовые заготовки и бруски. Кроме того, они определяют процесс производства, процедуры контроля качества и маркировку фланцев из кованой стали. Требования ASTM делятся на 4 категории:
А105 – Углеродистые марки для эксплуатации при высоких температурах.
А181 – Углеродистые марки для обычной эксплуатации.
*А182 – Сплав и нержавеющие марки для эксплуатации при высоких температурах.
А352– Углеродистые марки и марки на основе сплавов для эксплуатации при низких температурах.
Стандарты ANSI, MSS и API определяют размеры фланцев и допустимые отклонения. Основным является стандарт ASME/ANSI В16.5 под названием «Стальные фланцы для труб и фланцевые фитинги». Он включает фланцы из кованой воротниковые, плоские, резьбовые, заглушки, фланцы с соединением внахлест, с удлиненным воротником на class 150-2500(давление) и диаметрами от 1/2 до 24 дюймов.
Важным также является стандарт ANSI/ASME B16.47А на стальные фланцы большого диаметра. Данный стандарт распространяется на те же виды фланцев, что и стандарт В16.5, но на давление до class 900 и диаметры 26-48 дюймов, кроме того существует стандарт ANSI/ASME B16.47В, распространяющийся на фланцы воротниковые и заглушки class 150-900 и диаметры 26-60 дюймов.
В стандарте CSA CAN3-Z245 12-M96 рассматривается производство, размеры, допустимые отклонения и требования к материалам для фланцев трубопроводов. Стандарт ASME/ANSI В16.36 посвящен выпускным фланцам. В дополнение к В16.5 разработаны следующие стандарты MSS, API и AWWA:
MSS SP-6: Обработка соединений фланцев
MSS SP-9: Обработка втулок для бронзовых, железных и стальных фланцев
MSS SP-25: Маркировка фланцев
MSS SP-39: Винты и гайки для фланцев
API6A: Устьевое оборудование
AWWA C207: Фланцы с втулками
Следующие стандарты не затрагивают характеристики фланцев, но влияют на производство фланцев из кованой стали:
ASME: Правила работы с бойлером и высоким давлением
ASME/ANSI В31.1: Силовые трубопроводы
ASME/ANSI В31.3: Трубопроводы для бензина и нефти
ASME/ANSI В31.4: Трубопроводы по доставке жидкого бензина
ASME/ANSI В31.5: Трубопровод системы охлаждения
ASME/ANSI В31.8: Система подачи и распределения газа
ANSI/ASME В36.10М: Стандарт для труб из ковкой стали
ANSI/ASME В36.19М: Стандарт для труб из нержавеющей стали
ASME/ANSI В16.47М: Фланцы для труб с большим диаметром: от NPS 22 (DN 550) и NPS 26 (DN 650) до NPS36(DN 900).
Фланцы ANSI/ASME являются более сложными чем фланцы по ГОСТ, что связано с большими различиями в размерах между фланцами ГОСТ и ANSI/ASME.
Фланцы ANSI имеют технические характеристики в традиционных для Америки единицах. Условное давление и диаметр в стандартах ASME/ANSI указаны в дюймах и фунтах на квадратный дюйм (так называемый «Класс давления»).
Большая часть фланцев из кованой стали соответствует требованиям Американской ассоциации стандартов (ASME/ANSI Стандарт В16.5) и Спецификации ASTM (Американского общества по испытанию материалов) А-105.
| Фланцы с шейкой для приварки Welding Neck | |
 |
производящиеся в разрезе всех типов номинального давления и размеров, привариваются встык к концу трубы и обычно используются при жестких условиях эксплуатации и необходимости высокого качества производства. Так как внутренний диаметр фланца должен соответствовать внутреннему диаметру трубы, при формировании заказа необходимо указывать диаметр отверстия фланца. |
| Сквозные фланцы Slip-on | |
 |
которые также изготавливаются в разрезе большей части типов номинального давления и размеров, получили широкое распространение благодаря легкости их применения. Фланец этого типа надевается на конец трубы и обычно устанавливается таким образом, чтобы поверхность фланца находилась на 0,375 дюйма (9,5 мм) дальше конца трубы. Это позволяет осуществлять двухстороннюю сварку фланца – один шов для прочности варится для присоединения стыковочной втулки фланца к трубе, а уплотняющий сварной шов варится внутри фланца на конце трубы. Если условия эксплуатации позволяют, то уплотняющий сварной шов не делается. Сквозные фланцы наиболее часто используются при более низких давлениях – класс 150 (PN (номинальное давление) 20) или класс 300 (PN 50) используемых пределов расчетного давления. Многие проектировщики труб предпочитают не использовать сквозные фланцы для более высокого давления в связи с тем, что: (1) соединение между фланцем и трубой не настолько крепкое, как при использовании фланцев с шейкой для приварки; (2) такое соединение фланца с трубой в большей мере подвержено коррозии. |
| Резьбовые или нарезные фланцы Threaded flanges | |
 |
соединяются с трубой, как и все прочие резьбовые соединительные детали, и могут быть подварены для герметизации соединения фланца с трубой. И хотя они производятся в разрезе большинства размеров и показателей номинального давления; в настоящее время резьбовые соединения используются практически исключительно в трубах небольшого размера и при низком давлении. |
| Фланцы приварные внахлест (свободновращающиеся) Lap Joint | |
 |
применяются в системах труб, использующих соединение обрезанных концов труб внахлестку. Они могут использоваться при любых показателях давления и производятся во всех размерах. Фланцы данного типа надеваются на трубу, но не провариваются и не крепятся к ней каким-либо иным образом; соединительное давление передается уплотнению через давление фланца на заднюю часть трубного соединения внахлестку. Свободновращающиеся фланцы имеют ряд особых преимуществ: (1) свободное вращение вокруг трубы облегчает выравнивание отверстий для болтов противоположного фланца; (2) отсутствие контакта с жидкостью в трубе часто позволяет использовать фланцы из недорогой углеродистой стали в комплекте с коррозиестойкими трубами и установками; (3) в системах, которые быстро изнашиваются или подвергаются коррозии, фланцы могут быть восстановлены для повторного использования. |
| Фланцы приварные с впадиной под сварку Socket-welding | |
 |
обладают выемкой в задней части фланца для соединения с концом трубы, который прикрепляется при помощи сварочного шва вокруг втулки фланца. Поскольку привариваемые соединения менее крепкие, чем соединения при сварке встык, использование данного типа фланцев практически полностью ограничено NPS (номинальным размером трубы) 4 (DN (номинальный диаметр) 100) и небольшими размерами, а также низкими значениями номинального давления. Главное преимущество данного типа – легкость подготовки и установки. |
| Фланцевые заглушки Blind flanges | |
 |
производимые в разрезе всех типов номинального давления и размеров, представляют собой сплошные штамповки, используемые для перекрытия концов трубной системы и организации легкого доступа до внутренней части трубопровода. |
Также применяются переходные фланцы.
Помимо фланцев ANSI, могут быть поставлены следующие типы фланцев по требованиям ASTM:
Фланцы с расходомерным отверстием используются для измерения потока жидкости в трубопроводе. Их конструкция соответствует рекомендациям Комитета по измерению газа Американской газовой ассоциации. Обычно применяемые в виде сварного или сквозного фланца, они также могут быть заказаны в виде резьбовых фланцев. Соединения фланцев с расходомерным отверстием производятся для Класса 300 (PN 50) и более высоких значений расчетного давления. Каждый выпускной фланец оснащен двумя радиально-просверленными отверстиями с резьбой, а также винтовыми домкратами для разъединения соединения с целью доступа к измерительной диафрагме. Если не требуется иное, выпускные фланцы устанавливаются парами как фланцевое соединение в комплекте с болтами, гайками и винтовыми домкратами, но без измерительной диафрагмы. Уплотнения поставляются в комплекте с фланцевыми соединениями с выступами, однако не применяются для фланцев с кольцевым соединением, которые используют общее уплотнение и измерительную диафрагму.
Легковесные сквозные фланцы, соответствующие классу 125 стандартов ANSI, но с более легкой конструкцией, чем обычный сквозной тип, применяются для систем с низким давлением.
Фланцы с большим диаметром, с размерами выше шкалы В16.5, могут использоваться для специального монтажа. Приведенные в настоящем документе размеры являются наиболее часто используемыми; при этом фланцы и прокатанные кольца для труб с большим диаметром или для резервуаров и цистерн могут быть изготовлены и под другие характеристики.
Длинные сварные фланцы обычно используются для выходных отверстий резервуаров и цистерн. Высверленные по стандартам ANSI, они выкованы с длинными прямыми толстостенными втулками и имеют рубленые прямоугольные концы.
По заказу такие типы фланцев могут быть оснащены различными другими съемными деталями, такими как соединения с наружной и внутренней нарезкой, кольцевые соединения, шпунты, гребни и т.д.
Фланцы для соединения внахлестку производятся с плоской поверхностью и радиусом шва для размещения обрезанного конца или соединения внахлестку.
Необходимая обработка описана ниже. Остальные виды обработки могут использоваться по мере необходимости.
Условные обозначения
| LM | Уплотнительная поверхность с крупным выступом |
| LM/LF | Уплотнительная поверхность с крупным выступом и крупной впадиной |
| LT | Уплотнительная поверхность с крупным шипом |
| LT/LG | Уплотнительная поверхность с крупным шипом и крупным пазом |
| LF | Уплотнительная поверхность с крупной впадиной |
| LG | Уплотнительная поверхность с крупным пазом |
| RF | Уплотнительная поверхность с соединительным выступом |
| RTJ | Уплотнительная поверхность под неплоскую прокладку |
| SF | Уплотнительная поверхность с малой впадиной |
| SG | Уплотнительная поверхность с малым пазом |
| SM | Уплотнительная поверхность с малым выступом |
| SM/SF | Уплотнительная поверхность с малым выступом и малой впадиной |
| ST | Уплотнительная поверхность с малым шипом |
| ST/SG | Уплотнительная поверхность с малым шипом и малым пазом |
| FF | Совершенно гладкая уплотнительная поверхность (плоская) |
| FF(GR) | Совершенно гладкая уплотнительная поверхность (плоская) с канавкой |
| M.BOLT | Машинный болт |
| S.BOLT | Шпилька |
| NOM | Номинальный |
| NPS | Условный проход |
| OD | Наружный диаметр |
| PE | Плоские кромки |
| PWHT | Термообработка после сварки |
| R | Радиус |
| SAW | Дуговая сварка под флюсом |
| SB | Крышка на резьбе |
| SCH | Условная толщина стенки трубы |
| SCRD | На резьбе |
| SH | Сталь с упрочненной поверхностью |
| SMLS | Бесшовный |
| SO | Фланец плоский приварной |
| SPIRAL W. | Спирально-навитая прокладка |
| BCD | Диаметр болтовой окружности |
| ВE | Скошенные кромки |
| BW | Сварка встык |
| C.A. | Допуск на коррозию |
| CL. | Класс |
| DN | Условный проход |
| DWG | Чертеж |
| EC | Внешнее покрытие |
| EFW | Электрическая сварка плавлением |
| ERW | Электрическая контактная сварка |
| E to E | Строительная длина безфланцевой арматуры |
| F.FULL | С проходом равным DN трубопровода |
| FLG | Фланец |
| FLGD | Фланцевый |
| F to F | Строительная длина фланцевой арматуры |
| FV | Полный вакуум |
| НВ | Твердость по Бринеллю в соответствии с ASTM E10 (раньше BHN) |
| HEX.NUT | Шестигранная гайка |
| IC | Внутреннее покрытие |
| ID | Внутренний диаметр |
| SR | Снятие напряжения |
| S.S | Нержавеющая сталь |
| SW | Сварка в раструб |
| SWNG | Поворотный тип |
| T | Толщина (мм) |
| TE | Резьбовой конец |
| TS | Конусный раструб |
| WELD | Сваренные изделия |
| WN | Фланец приварной встык |