Фланцевые фитинги для труб: полное руководство

Что такое фланцевые фитинги для труб?

Фланцевые фитинги для труб представляют собой механические компоненты, используемые для соединения труб, клапанов, насосов и другого оборудования в системе трубопроводов посредством фланцевого соединения. В отличие от резьбовых или сварных соединений, фланцевые соединения скрепляются болтами с помощью прокладки, которая находится между двумя сопрягаемыми поверхностями, создавая надежное герметичное уплотнение, которое можно разобрать, не повредив трубу или прилегающее оборудование. Такое сочетание прочности и практичности делает фланцевые фитинги предпочтительным методом соединения в сложных промышленных условиях.

Термин «фланцевые фитинги для труб» охватывает широкое семейство компонентов, включая фланцевые колена, фланцевые тройники, фланцевые переходники, фланцевые муфты и фланцевые наконечники, все из которых имеют общую характеристику цельной или прикрепленной поверхности фланца, которая сопрягается с соответствующим фланцем на соседнем компоненте. Каждый тип муфты выполняет в трубопроводе определенную функцию, будь то влияние на поток, изменение диаметра трубы, разветвление линии или прекращение работы.

Распространенные виды фланцевых фитингов и их функции.

Понимание доступных типов фитингов — это первый шаг к выбору правильного компонента для данной трубопроводной системы. Каждый тип соответствует определенному геометрическому или функциональному требованию в схеме трубопровода.

• Отводы с фланцами (45° и 90°) — Используется для изменения направления потока в трубопроводе. Колено с фланцем 90° является наиболее распространенным и используется там, где ограниченное пространство требует резкого изменения направления. Вариант с углом 45° обеспечивает более плавный поворот с меньшим перепадом давления, что предпочтительнее в системах, где скорость потока является конструктивным фактором.
• Расклешенные футболки — Разрешить разветвление трубопровода в двух направлениях от одного входа. Равные тройники сохраняют одинаковое номинальное отверстие во всех трех отверстиях, а переходные тройники подходят для ответвлений меньшего диаметра. Тройники с фланцами часто используются в распределительных головках и байпасных цепях.
• Фланцевые переходники — Соединяйте отрезки труб разного диаметра. Концентрические переходники используются в вертикальных трубопроводах или там, где осевая линия должна оставаться постоянной; Эксцентриковые переходники предпочтительны на горизонтальных участках, чтобы предотвратить образование воздушных карманов или скопление жидкости в точке перехода.
• Фланцевые соединения и лотки — Обеспечьте прямое соединение между двумя секциями трубопровода, обычно используемое там, где ожидается частая разборка, например, на всасывающих и нагнетательных патрубках насоса или линейных контрольно-измерительных приборах.
• Фланцевые концевые детали — Завершите трубопровод или изолируйте его секцию во время гидростатических испытаний или технического обслуживания. Они доступны в плоском, плоском и эллиптическом профилях в зависимости от требований к давлению.

Материалы, используемые в фланцевой трубопроводной арматуре

Выбор материала является одним из наиболее важных решений при выборе фланцевой трубопроводной арматуры. Неправильный выбор материала может привести к ускоренной коррозии, растрескиванию под напряжением или механическому повреждению – все это имеет серьезные последствия для безопасности и финансов. Тремя основными группами материалов являются углеродистая сталь, нержавеющая сталь и легированная сталь, каждая из которых подходит для различных условий эксплуатации.

Углеродистая сталь

Углеродистая стальflänsar – oftast tillverkade enligt ASTM A234 WPB – är standardvalet för allmänt bruk för olja och gas, ånga och vatten i icke-korrosiva miljöer. De erbjuder en utmärkt kombination av mekanisk styrka, svetsbarhet och kostnadseffektivitet. Kolstål med låg temperatur (som ASTM A420 WPL6) utökar användbarheten för kryogen service ner till -46°C.

Нержавеющая сталь

Фланцевые фитинги из нержавеющей стали – обычно ASTM A403 WP304/304L или WP316/316L – предназначены для случаев, когда устойчивость к коррозии является основным требованием. В марку 316L в матрицу сплава добавлен молибден, что обеспечивает значительно улучшенную устойчивость к точечной коррозии, вызванной хлоридами, что делает ее стандартным выбором для химической обработки, фармацевтики, морской и пищевой промышленности. Обозначение «L» (низкоуглеродистое) минимизирует риск сенсибилизации при сварке и сохраняет коррозионную стойкость в сварных зонах термического влияния.

Легированная сталь

Для работы при высоких температурах и высоком давлении, например, в энергетических котлах и нефтехимических реакторах, используются фланцы из легированной стали. Распространенные марки включают ASTM A234 WP11 (1,25% Cr, 0,5% Mo) и WP22 (2,25% Cr, 1% Mo), которые сохраняют механические свойства и сопротивление ползучести при повышенных температурах, когда углеродистая сталь теряет прочность. Дуплексные и супердуплексные марки нержавеющей стали (UNS S31803/S32750) сочетают в себе высокую прочность и исключительную коррозионную стойкость для агрессивных морских и подводных сред.

Классы давления и применимые стандарты

Фланцевые фитинги производятся и рассчитаны на давление в соответствии с установленными международными стандартами. Соответствие этим стандартам обеспечивает взаимозаменяемость размеров, предсказуемые механические характеристики и совместимость с фланцевой арматурой, трубами и оборудованием разных производителей.

Двумя доминирующими стандартными системами являются ASME/ANSI (широко используемая в Северной Америке и во всем мире в нефтегазовой отрасли) и EN/DIN (доминирующая на европейских рынках). В таблице ниже приведены основные обозначения классов давления и их приблизительные максимально допустимые давления при температуре окружающей среды для углеродистой стали:

Важно отметить, что допустимое давление снижается с ростом температуры. Инженеры должны всегда сверяться с применимыми таблицами номинальных значений давления и температуры ASME B16.9 или B16.5 при работе в условиях, превышающих условия окружающей среды, и соответствующим образом снижать номинальные характеристики.

Отраслевые приложения в разных секторах

Универсальность фланцевых фитингов отражается в разнообразии отраслей, в которых от них зависит безопасная и надежная эксплуатация трубопроводов.

• Нефть и газ — От устьев скважин до промежуточных магистральных трубопроводов и последующих технологических установок нефтеперерабатывающего завода фланцевые муфты перекачивают углеводороды, высокосернистый газ и попутную воду в диапазонах экстремальных давлений и температур. В этих средах преобладают сорта класса 600 и выше.
• Химическая обработка — Коррозионные кислоты, растворители и химически активные промежуточные продукты требуют фланцевых соединений из нержавеющей или легированной стали с совместимыми материалами прокладок. Легкость демонтажа фланцевого соединения особенно ценится на химических заводах, где технологические линии требуют частого осмотра и очистки.
• Очистка воды — На муниципальных и промышленных водоочистных станциях для транспортировки воды под низким давлением используются фланцы большого диаметра из углеродистой стали или ковкого чугуна, а в зонах мембранной фильтрации и контакта с питьевой водой используется нержавеющая сталь.
• Производство электроэнергии — В питающих линиях паровых турбин, головок котлов и контуров охлаждающей воды на тепловых и атомных электростанциях используются фланцевые фитинги из легированной стали, рассчитанные на длительную эксплуатацию при высоких температурах и высоком давлении, со строгими требованиями к отслеживанию размеров и материалов.

Установка, обслуживание и лучшие практики

Правильная установка фланцевых фитингов так же важна, как и правильная спецификация. Даже самые качественные фитинги могут дать течь или преждевременно выйти из строя, если они установлены неправильно. Следующие рекомендации применимы ко всем установкам фланцевых соединений:

• Проверка поверхности фланца — Перед сборкой осмотрите обе сопрягаемые поверхности фланцев на наличие радиальных царапин, точечной коррозии или коррозии, которые могут повредить седло прокладки. Перед установкой поврежденные поверхности следует обработать или заменить.
• Выбор упаковки — Адаптируйте упаковочный материал к технологической жидкости, температуре и давлению. Спирально-навитые прокладки с внутренним кольцом являются стандартными для класса 300 и выше. Прокладки корпуса из ПТФЭ предпочтительны для работы в агрессивных химических средах. Никогда не используйте повторно сжатую прокладку.
• Последовательность крутящего момента — Затягивайте болты звездочкой (крестом) в несколько заходов, чтобы добиться равномерного сжатия прокладки. Обратитесь к применимым таблицам крутящих моментов для определения марки болта, диаметра и типа используемой прокладки. Пониженный момент вызывает утечку; Чрезмерное скручивание раздавливает мягкие прокладки и может повредить поверхность фланца.
• Регулировка — Перед завинчиванием фланцы должны быть правильно выровнены. Сжатие несоосных фланцев вместе создает изгибающее напряжение в трубе и фитинге, снижая усталостную долговечность и увеличивая риск утечек при циклической нагрузке.
• Периодическое втягивание — При работе при высоких температурах термоциклирование вызывает релаксацию насадки. Проверка повторной затяжки после первого термического цикла помогает сохранить целостность уплотнения в течение длительного времени.

Одно из главных преимуществ фланцевые фитинги для труб наварные соединения – это именно возможность разбирать, проверять, заменять прокладки и собирать заново без разрезания и переварки труб – что существенно сокращает время простоя при обслуживании сложных трубопроводных систем.

Стандарты качества и выбор поставщика

Точное проектирование и строгий контроль качества не подлежат обсуждению при производстве фланцевых фитингов для ответственного обслуживания. Авторитетные производители соблюдают требования ASME B16.9 (тканевые кованые фитинги), MSS SP-75 (высокопрочные кованые фитинги для стыковой сварки) и спецификации материалов ASTM для каждого сорта продукции. Проверка третьей стороной и отслеживание материалов, включая протоколы заводских испытаний (MTR), сертифицированные в соответствии с EN 10204 3.1 или 3.2, должны быть стандартными результатами для всех заказов, предназначенных для нефтегазовой, энергетической или химической промышленности.

При оценке поставщиков отдавайте предпочтение тем, которые предлагают полноразмерные отчеты о проверке, отслеживание температур и партий, а также возможности неразрушающего контроля (НК), такие как радиографический контроль (RT) и дефектоскопический контроль (PT) по требованию. Поставщики, имеющие одобрение PED (Директива по оборудованию, работающему под давлением), необходимы для проектов, предназначенных для европейского рынка. Для глобальных проектов сертификация ISO 9001 обеспечивает фундаментальную гарантию документированных процессов управления качеством на протяжении всего производственного процесса.

Независимо от того, используется ли он в агрессивных химических средах, в паровых системах электростанций с высокой температурой или в подводной нефтегазовой инфраструктуре под высоким давлением, правильно выбрано и установлено. фланцевые фитинги для труб обеспечивают надежность, долговечность и долговечность, необходимые современным промышленным трубопроводным системам.