Централизованное изготовление трубопроводов. Установка фланцевых соединений на стальных трубопроводах

Сборка фланцевых соединений

Фланцевое соединение — наиболее уязвимое и слабое место трубопровода.

Сборка труб с фланцами является одной из наиболее распространенных и ответственных операций при изготовлении и монтаже трубопроводов, так как расстройство фланцевого соединения вызывает необходимость отключения трубопровода.

Пропуски среды через неплотности фланцевых соединений в процессе испытания и эксплуатации трубопроводов происходят вследствие слабой затяжки фланцев, перекосов между плоскостями фланцев, некачественной очистки уплотнительных поверхностей фланцев перед установкой новой прокладки, неправильной установки прокладки между фланцами, применения .некачественного прокладочного материала или материала, который не соответствует параметрам среды, дефектов на уплотнительных поверхностях (зеркалах) фланцев.

Процесс сборки фланцевого соединения состоит из установки (напасовки), выверки и крепления фланцев на концах труб, установки прокладки и соединения двух фланцев болтами или шпильками. Соединяемые участки труб перед сборкой фланцевого соединения выверяют на прямолинейность их осей.

При напасовке фланцев на трубы в соответствии со СНиП ШТ.9—62 должны быть соблюдены следующие требования.

Отклонение от перпендикулярности фланца п к оси трубы (перекос), измеренное по наружному диаметру фланца (рис. 99, а) не должно превышать 0,2 мм на каждые 100 мм диаметра трубопровода, предназначенного для работы под давлением до 16 кгс/см2, 0,1 мм — под давлением от 16 кгс/см2до 64 кгс/см2и 0,05 мм под давлением выше 64 кгс/см2.

Устанавливать фланцы надо так, чтобы отверстия для болтов и шпилек были расположены симметрично главным осям (вертикальной и горизонтальной), но не совпадали с ними (рис. 99,6). Смещения осей болтовых отверстий во фланцах т относительно оси симметрии не должны превышать ± 1 мм при диаметре отверстий 18—25 мм, ±1,5 мм — при 30—34 мм и ±2 мм — при 41 мм.

Перпендикулярность фланца проверяют контрольным угольником (рис. 100) и щупом. Зазор между фланцем 2 и угольником 1 замеряют в точках, диаметрально противоположных точкам касания.

Для напасовки на трубы с условным проходом до 200 мм плоских и приварных встык фланцев с центровкой их по внутреннему диаметру трубы применяют приспособление, показанное на рис. 101. Приспособление состоит из рычажного устройства 1 установленного на штоке 3, и диска 5. Для установки фланца 6 рычажный механизм вставляют внутрь трубы 2. При вращении штока 3 по часовой стрелке рычаги расходятся, прижимая планки 4 к стенке трубы, при этом диск устанавливается строго перпендикулярно оси трубы. Плоские фланцы устанавливают по диску приспособления (положение 1), а приварные встык — по торцу трубы и планкам приспособления (положение II). После выверки положения фланца его прихватывают электродуговой сваркой.

Положение фланца при установке на трубе

Рис. 99. Положение фланца при установке на трубе:

а — отклонение от перпендикулярности фланца к осн. трубы, б — смещение осей болтовых отверстий во фланцах относительно оси симметрии

Контрольный угольник

Рис. 100. Контрольный угольник:

I — угольник, 2 — фланец, 3 — труба

Приспособление для напасовки фланцев с центровкой по внутреннему диаметру трубы

Рис. 101. Приспособление для напасовки фланцев с центровкой по внутреннему диаметру трубы:

1 — рычажное устройство, 2 — труба, 3 — шток с воротком, 4 — планка, 5 — диск, 6 — фланец

При сборке элементов и узлов трубопроводов на сборочных стендах для напасовки фланцев применяют специальные передвижные приспособления.

Для напасовки фланцев приварных встык с условным проходом до 5О0 мм наиболее рационально приспособление, показанное на рис. 102, а. Привариваемый фланец устанавливают на сменные контрольные штифты 1, изготовленные в соответствии с диаметром болтового отверстия фланца. Эти штифты с помощью двухзаходного винта 2 и рукоятки 3 разводят и фиксируют положение болтовых отверстий фланца симметрично вертикальной оси. Перпендикулярность фланца продольной оси трубы достигается прижатием его зеркала к плоскости установочной каретки 4. Совпадение оси фланца с осью трубы достигается перемещением каретки с фланцем по вертикали с помощью винта 5 и рукоятки 6. Приспособление установлено на направляющих роликах 7, и после сборки и прихватки элемента легко откатывается.

При сборке на таком приспособлении плоского фланца внутрь его вставляют установочное кольцо, чтобы труба не доходила до торца каретки (плоскости фланца) на требуемую величину. Недостаток данной конструкции заключается в необходимости индивидуальной центровки внутреннего отверстия фланца и трубы при сборке.

На рис. 102,6 показано приспособление для напасовки плоских фланцев с условным проходом до 500 мм. Оно отличается от описанного выше тем, что на установочной каретке вместе контрольных штифтов закреплена оправка 8, имеющая сери» цилиндрических выступов, диаметры которых соответствуют внутренним диаметрам собираемых фланцев. Ширину выступов принимают с учетом величины, на которую не доводят фланец. Торцовые поверхности выступов обработаны строго перпендикулярно продольной оси. Фланец надевают на трубу и прижимают зеркалом к торцовой поверхности оправки. Установочную каретку перемещают с помощью винта 5, чтобы она по высоте находилась на одной оси с трубой.

Приспособления для напасовки фланцев

Рис. 102. Приспособления для напасовки фланцев:

а — приварных встык, б — плоских приварных; 1 — контрольный штифт, 2 — двухзаходный винт, 3, 6 — рукоятки, 4 — установочная каретка, 5 — винт, 7 — направляющие ролики, 8 — оправка

Если фланец не имеет перекоса или величина перекоса допускаемая, производят окончательную сборку соединения с установкой прокладок. Мягкие прокладки (из паронита, картона, асбеста) перед установкой смачивают водой и натирают с обеих сторон сухим графитом. Смазывать прокладки мастиками или графитом, разведенным на масле, нельзя, так как мастика и масло пригорают к зеркалам фланца и портят их поверхность.

Плотность фланцевого соединения в значительной степени зависит не только от чистоты поверхности зеркал фланцев, качества и размеров прокладки, но и от тщательной и умелой сборки и затяжки гаек. Перед сборкой фланцевых соединений с выступом и впадиной следует убедиться в том, что выступ одного фланца свободно входит во впадину сопрягаемого с ним фланца, а прокладка не имеет смещений в ту или иную сторону.

Сборка труб со свободными фланцами на приварном кольце или отбортованной трубе ничем не отличается от вышеизложенного и сводится в основном к подготовке конца трубы.

Исправление перекоса фланцев при их сборке путем натяга болтов или шпилек, а также устранение зазоров установкой клиновых прокладок не допускается. Такой натяг вызывает одностороннее сжатие прокладки и недопустимую вытяжку болтов или шпилек, в результате чего соединение становится неплотным. Перетянутые болты или шпильки в процессе эксплуатации могут разорваться.

Гайки фланцевых соединений с паронитовыми прокладками затягивают по способу крестообразного обхода. Сначала затягивают одну пару противоположно лежащих болтов, затем вторую пару, находящуюся под углом 90° к первой. Постепенно поперечным завертыванием гаек затягиваются все болты. При такой последовательности затяжки гаек не образуется перекосов во фланцевых соединениях.

Гайки с металлическими прокладками затягивают по способу кругового обхода, т. е. при трех- или четырехкратном круговом обходе равномерно затягивают все гайки. Гайки фланцевого соединения затягивают ручными и механизированными гаечными ключами с трещотками. К механизированным инструментам относятся ключи-гайковерты с электрическим или пневматическим приводом. Равномерность затяжки и величину холодного натяга шпилек фланцевого соединения и крышек арматуры на трубопроводах высокого давления контролируют динамометрическими ключами- путем измерения удлинения шпильки при затяжке. Допускаемый размер холодного натяга шпилек находится в пределах от 0,03 до 0,15 мм на каждые 100 мм длины шпильки.

При разборке и ремонте фланцевых соединений для раздвижки применяют приспособления с клином. После разборки фланцев обязательно меняют прокладку. Старую прокладку ставить нельзя даже в том случае, если состояние ее вполне удовлетворительное.

При сборке фланцевых соединений запрещается оставлять незатянутыми болты или шпильки, соединяясь фланцы без прокладок и оставлять монтажные болты.

1. Какие требования предъявляются к сборке труб с фланцами?

2. Какие приспособления используют для сборки труб с фланцами?

3. Перечислите правила затяжки фланцевого соединения.

Все материалы раздела «Изготовление трубопроводов» :

● Технология централизованного изготовления

● Сборка элементов и узлов трубопроводов

● Сборка фланцевых соединений

● Сварка элементов и узлов

● Испытание и маркировка узлов

● Организация труда при изготовлении узлов, основные правила техники безопасности

● Изготовление сварных труб и секционных отводов

● Изготовление сварных тройниковых соединений и П-обраных компенсаторов

● Сборка и сварка прямолинейных секций

● Антикоррозийная изоляция секций трубопроводов

● Состав проектной документации трубопроводов

● Монтажно-технологическая схема и монтажный чертеж трубопроводов

● Деталировочные чертежи трубопроводов

● Нормы и правила сооружения трубопроводов

shkval-antikor.ru

Фланцевое соединение стальных труб: особенности технологии

Содержание статьи

Понятие «фланец» подразумевает и вид сантехнической арматуры, и сам способ соединения труб, применяющийся в практически любой отрасли промышленности. Фланцевое соединение стальных труб герметичное и прочное, при этом разборное, что дает возможность после демонтажа проводить профилактические работы или повторно использовать участок трубопровода. В зависимости от назначения системы используются фланцы различных типов, выполненные из различных материалов.

Область применения фланцев

Сам фланец не является соединительным элементом: его задача — опора для крепежных болтов и обеспечение герметичности этого стыка. Как запорные или соединительные элементы фланцы применяются в коммуникациях системы ЖКХ, нефтяной и химической промышленности, топливной и газовой отрасли. Достаточно прочное и долговечное фланцевое соединение труб применяется и для установки на систему измерительных приборов. Различные технологии и типы материалов, применяющиеся для изготовления фланцев, позволяют успешно эксплуатировать даже системы, проводящие агрессивные среды под высоким давлением.

Фланцевое соединение стального трубопровода

Для монтажа трубопроводов обычно используются диски из того же материала, что и основные элементы. Это обеспечивает равномерность нагрузки и страхует от повреждения элементов в результате перепадов температуры на швах материалов с разной теплопроводностью. Соответственно, фланцевое соединение полиэтиленовых труб производится аналогичным узлом, но для стальных труб может применяться фланец из чугуна, алюминия, латуни, бронзы. Тем не менее, лидером является углеродистая стиль – недорогой, простой в обработке и практичный материал.

Характерная конструкция

Фланец — металлический диск круглой или, что встречается реже, квадратной формы с перфорированной плоскостью. В комплект арматуры такого типа входят:

парные диски;
болты и гайки для крепления и стягивания этих плоскостей;
прокладка из паронита, фторопласта или терморасширенного графита, обеспечивающая герметичность.

Пластиковые фланцы для ПВХ труб

Диски фланцев, поступающие конечному потребителю в том виде, в котором вышли из штамповочного станка, могут быть как гладкими, так и имеющими характерные насечки. Эта модель обеспечивает большую герметичность, необходимую для безаварийной эксплуатации водо- и газопроводов. На диски попарно могут быть нанесены:

шипы и пазы;
выступы и соответствующие впадины.

Отдельные конструкции предусматривают углубления под прокладки разных типов и форм. Изолирующие фланцевые соединения газовых труб требуют особенно тщательного контроля качества этого элемента.

Размеры и количество болтовых отверстий устанавливаются производителем в соответствии с ГОСТом. Крепление арматуры к самой трубе производится, как правило, сварочным аппаратом. Отдельные виды фланцевых соединений трубопроводов могут крепиться и при помощи резьбы, нанесенной на фланцевый диск с внутренней стороны. Специалисты отмечают, что в конструкциях такого типа преимущество прочности фланцевого соединений практически утрачивается.

Сварка фланца и стальной трубы

Типы фланцевой арматуры

При всем разнообразии фланцев, можно выделить основные типы, имеющие характерные черты:

проходные фланцы, использующиеся для наращивания длины трубопроводов;

фланцы-заглушки, являющиеся тупиковыми.

Поскольку фланец — соединение, применяющееся в рассчитанных на длительную эксплуатацию системах или трубопроводах с большим внутренним давлением, то в приоритете монолитное присоединение к металлической трубе сваркой. Поток перед работами прекращается и восстанавливается только после полного завершения работ с постепенным наращиванием нагрузки.

Виды фланцев

Основные виды по ГОСТу

Применение того или иного типа фланцевых соединений в конкретном случае диктуется параметрами проводимой среды, объемом и запланированной нагрузкой на систему. Как определяет ГОСТ, соединения бытовых трубопроводов фланцевые делятся на три основные вида. Соединительные узлы с другими показателями производятся в индивидуальном порядке по специальным заказам.

Приварные плоские фланцы

Этот тип соединительного узла встречно надевается на противоположные края подготовленной к сварке стальной трубы. Окружность трубы соединяется с арматурой сварочными швами по два, на каждый из парных окончаний. Затем производится стандартное крепление при помощи болтов и гаек с предварительным размещением уплотнителя между плоскостями.

Приварные фланцы встык

Монтаж приварного фланца в стык производится быстрее, так как для крепления требуется всего по одному шву на каждое из окончаний соединяемой трубы. Перед сваркой диск фланца и зачищенный край колена прикладываются встык. Для трубопроводов с небольшим давлением среды такой тип арматуры считается достаточным, хотя и уступающим плоскому аналогу.

Приварной фланец с «воротником»

Свободные фланцы на приварном кольце

Каждый из парных элементов конструкции в этом типе арматуры состоит из двух частей. Кольцо приваривается к окончанию трубы обычным методом. Сам свободно двигающийся по длине трубы фланец к этому моменту на нее уже накинут. Такой тип монтажа позволяет применять соединение трубопроводов фланцевое в труднодоступных участках, а также использовать для изготовления кольца и самого диска разные типы стали. То есть для трубы из нержавейки использовать аналогичное более дешевое кольцо и высокопрочный фланец из углеродистой стали. Прочные шайбы, болты и гайки обеспечат надежность конструкции.

Видео: как приварить фланец к трубе

Фланцевый тип соединений труб в быту практически не применяется, эта технология рассчитана на промышленное применение. При необходимости выбирать фланцевые узлы требуется обратить особое внимание на отметки о соответствии нормативам.

Понравилась статья? Поделитесь ей:

trubsovet.ru

Монтаж и ремонт фланцевых соединений.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ различают: накидные, свободно вращающиеся, приваренные к трубам в стык и резьбовые.

Для уплотнения фланцевых соединений применяют различные привалочные поверхности:

1) гладкие на обоих фланцах – до 25 кг/см2;

2) выступ на одном и впадина на другом фланце- до 40 кг/см2 ;

3) поверхности с канавками на обоих фланцах под металлические прокладки восьмиугольного или овального сечения для высоких давлений.

При монтаже фланцевых соединений уплотнение поверхностей фланцев, выравнивание перекосов, устранение зазоров, симметричное расположение отверстий под болты.

Выравнивание перекосов путем неравномерной затяжки шпилек и устранение зазоров путем установки клиновых прокладок не допускается.

При сборке фланцев необходимо обеспечить выполнение следующих требований:

1. болты трубопроводов работающих при температуре свыше 300 градусов, перед установкой должны быть прографичены;

2. размеры прокладок следует принимать согласно госта;

3. гайки болтов располагают с одной стороны фланцевых соединений;

4. затяжка болтов производится равномерно с поочередным постепенным завертыванием гаек (крест накрест) , обеспечивающим параллельность фланцев

5. выход концов шпилек и болтов из гаек должен быть одинаковым и не превышать величины равной половине диаметра болта или шпильки

устранение зазора между торцами труб или несовпадение осей труб возникающих при укладке, путем нагрева, натяжения или искривления трубы категорически запрещается.

РЕМОНТ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

Пропуск жидкости или газа во фланцевых соединениях объясняется тем, что при прогреве трубопровода температура неизолированных фланцев растет быстрее температуры крепежных деталей. Неодинаковое температурное расширение фланцев и шпилек приводит к дополнительным усилиям, в результате чего прокладки дают осадку, а соединения пропускают жидкость. Кроме того, пропуски обусловлены плохой подгонкой соприкасающихся поверхностей, дефектами этих поверхностей, некачественной прокладкой и недостаточной подтяжкой болтов и шпилек.

Прежде, чем установить прокладку её тщательно осматривают, не допускаются прокладки со следами излома, пор и трещин. Уплотняющие поверхности тщательно очищают и проверяют отсутствие раковин и забоин.

Чтобы развести фланцы для смены прокладок применяются зубило и клин, однако этот способ часто приводит к повреждению зеркала фланца. Поэтому для развода фланцев используются спец. приспособления.

Ремонт трубопроводов.

При текущем ремонте устраняются дефекты замеченные во время эксплуатации. Трубопроводы, которые во время работы на технологических установках закоксовываются или подвергаются коррозии, обязательно проверяются и очищаются.

В объем ремонтных работ входит:

1. проверка и ремонт всех опор и подвесок;

2. устранение утечки во фланцевых соединениях, обтяжка фланцев, смена прокладок;

3. проверка положения компенсаторов;

4. проверка сальников арматуры;

5. проверка герметичности арматуры;

6. замена изношенных трубопроводов.

Ремонтируемые трубопроводы должны быть полностью освобождены от продукта.

Пропуски в действующих трубопроводах определяют визуально, по потекам, запаху или изменению режима перекачки. Пропуски по телу трубы или в сварных швах можно ликвидировать наложением хомутов, которые изготовляют по форме трубы. Устанавливают таким образом, чтобы при стягивании прокладка (асбест, поранит резина, свинец, фторопласт ) оставалась зажатой между трубой и хомутом и заполняло неплотности. Хомут должен обладать достаточной прочностью и жесткостью для большей прочности хомут приваривают к трубе. Материал прокладок зависит от условий работы трубопровода. Прокладка не должна растворяться или разрушаться средой при длительной эксплуатации в рабочих условиях. Обычную резину можно применять при температуре не выше 50 градусов. В трубопроводах для пара, газа, нефтепродуктов, горячей воды и других жидкостей, при давлении до 40 ат. и температуре до 400 градусов, устанавливают прокладки из паранита.

Аварию, вызванную разрывом сварочного шва, устраняют, удаляя дефектный участок с последующей заваркой. Если участок большой - его заменяют. Для этого трубопровод освобождают от продукта и участок, длиной равной не менее одному диаметру трубы, вырезают. Вместо него заваривают кусок трубы.

Испытание трубопроводов.

По окончании монтажа, и периодически после ремонта трубопроводы проходят гидравлическоеиспытание на прочность и плотность, затем промываются и продуваются, и дополнительно испытываются на герметичность воздухом или инертным газом.

Для чего, трубопровод с обоих концов заглушатся приварными заглушками с кранами для выпуска воздуха, всю установленную арматуру полностью открыть, на месте регулирующих клапанов и измерительных устройств установить монтажные катушки, штуцера для КИП заглушить. Разрешается испытание с тепло- и антикоррозионной изоляцией.

Трубопровод заполняется водой с температурой 5-40 градусов, но чтоб не вызывала появления потения. Если температура ниже 0, то принимаются меры против замерзания.

Поршневым насосом создают необходимое давление опрессовки 1,25-1,5 от рабочего, но не менее 2 ат.

Напорные нефтяные трубопроводы должны быть подвергнуты гидравлическому испытанию при пробном давлении, превышающее в полтора раза рабочее.

При заполнении водой полностью вытеснить весь воздух.

Давление повышать плавно. Скорость подъёма давления должна быть указана в проектной документации. Использовать для подъёма давления сжатый воздух или газ, не допускается.

Отключают трубопровод от насоса.

Выдерживают 10 мин (испытание на прочность) и проверяют: отсутствие потеков, выпучен и порывов.

Давление должно контролироваться двумя манометрами, классом точности не ниже 1,5, с диаметром не менее 160 мм и шкалой 4/3 от измеряемого. Один устанавливается возле агрегата, другой в отдаленной точке.

После чего снижают давление до рабочего и проводят тщательный осмотр сварных швов (испытание на плотность). Во время осмотра допускается обстукивание молотком массой не более 1,5 кг. При пневматическом испытании обстукивание не допускается.

По окончании осмотра давление вновь повышают до испытательного и выдерживают ещё 5 минут, после чего снова снижают до рабочего и вторично тщательно осматривают трубопровод.

Продолжительность испытания на плотность определяется временем осмотра и проверки герметичности разъёмных соединений.

Затем открывают воздушники и опорожняют трубопровод через дренажи.

Результаты удовлетворительные если не произошло разрывов, видимых деформаций, падения давления по манометру, не обнаружено течи и запотевания. Подчеканка сварных швов запрещается.

При неудовлетворительных результатах дефекты устраняются, а испытания повторяются. Результаты оформляются актом или заносятся в паспорт трубопровода.

Допускается замена гидравлического испытания на пневматическое в случаях:

1. если опоры не рассчитаны на вес воды;

2. при Т ниже 0 и опасности промерзания;

3. если применение жидкости не допустимо.

При условии контроля испытания методом акустической эмиссии и положительной температуре воздуха.

Пневматическое испытание на прочность и плотность производится воздухом или инертным газом. Поднимать давление плавно со скоростью 5 % от Рпр в мин., но не более 2 ат в минуту с периодическим осмотром трубопровода при давлениях до 2-х ат два раза, более 2-х – 3. во время осмотра подъём давления прекратить.

Места утечки определяются по звуку и мыльной эмульсией.

На время испытаний обозначить флажками охранную зону 10 м при подземной прокладке и 25 – при надземной, в обе стороны и выставить через 200 м посты. Во время подъёма давления пребывание людей в охранной зоне запрещается.

Компрессоры и манометры располагать вне охранной зоны.

После окончания гидравлического испытания трубопровод опорожняется и продувается воздухом до полного удаления воды. Затем дополнительно проводятся пневматические испытания на герметичность воздухом или инертным газом под рабочим давлением в течении 24 часов новых и не менее 4-х часов ремонтируемых.

Определяется скорость падения давления после выдержки для выравнивания температуры. Температуру контролируют по термометрам на разных концах трубопровода.

Падение давления должно быть не менее 0,2 % за час.

Технология сборки фланцевых соединений трубопроводов

Фланцевое соединение - наиболее уязвимое и слабое место трубопровода.

Сборка труб с фланцами является одной из наиболее распространенных и ответственных операций при изготовлении и монтаже трубопроводов, так как расстройство фланцевого соедине ния вызывает необходимость отключения трубопровода.

Пропуски среды через неплотности фланцевых соединений в процессе испытания и эксплуатации трубопроводов происходят вследствие слабой затяжки фланцев, перекосов между плоскостями фланцев, некачественной очистки уплотнительных поверхностей фланцев перед установкой новой прокладки, неправильной установки прокладки между фланцами, применения некачественного прокладочного материала или материала, который не соответствует параметрам среды, дефектов на уплотнительных поверхностях (зеркалах) фланцев.

При напасовке фланцев на трубы в соответствии со СНиП Ш-Г.9-62 должны быть соблюдены следующие требования.

Отклонение от перпендикулярности фланца к оси трубы (перекос), измеренное по наружному диаметру фланца не должно превышать 0,2мм на каждые 100мм диаметра трубопровода, предназначенного для работы под давлением до 16 кгс/см2, 0,1мм - под давлением от 16 кгс/см2 до 64 кгс/см2 и 0,05мм под давлением выше 64 кгс/см2.

Устанавливать фланцы надо так, чтобы отверстия для болтов и шпилек были расположены симметрично главным осям (вертикальной и горизонтальной), но не совпадали с ними. Смещения осей болтовых отверстий во фланцах относительно оси симметрии не должны превышать ±1мм при диаметре отверстий 18-25мм, ±1,5мм - при 30-34мм и ±2мм - при 41мм.

Смещение осей отверстий фланца по окружности трубы проверяют с помощью отвеса или уровня, по которым находят вертикальную или горизонтальную ось, а затем линейкой контролируют смещение отверстий. Перпендикулярность фланца проверяют контрольным угольником и щупом. Зазор между фланцем и угольником замеряют в точках, диаметрально противоположных точкам касания.

www.prosvarky.ru