Cosa sono le connessioni flangiate? Tipi di connessioni flangiate. Connessioni flangiate nell'industria

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-09 14:12

Le connessioni flangiate sono spesso utilizzate nell'industria. Devono garantire la tenuta e la resistenza delle strutture assemblate. Il ruolo di una connessione di alta qualità è importante, perché un legame instabile può portare a grandi perdite e minacciare il pericolo per il personale addetto alla manutenzione. L'elemento di connessione principale è la flangia. Questa parte è un disco di metallo e fornisce una connessione staccabile forte e stretta. La flangia ha trovato la sua applicazione nell'industria del trasporto di condotte, servizi di pubblica utilità. Grazie all'uso di vari materiali per la sua fabbricazione, diventa un elemento quasi universale delle strutture delle tubazioni.

Tipi di flange

Per le condutture tecnologiche, è stato sviluppato un gran numero di progetti di questa parte. Tutti i collegamenti delle flange sono costituiti dai seguenti elementi: flange, guarnizioni, elementi di fissaggio. L'attività principale assegnata a questo nodo è combinare parti della pipeline o collegarsi alle tubazioniequipaggiamento aggiuntivo. Le flange sono suddivise in tipi in base a vari parametri. In base alla progettazione, sono suddivisi in:

• intero;
• gratuito.

La differenza sta nel fatto che le flange monoblocco insieme al corpo subiscono rispettivamente gli stessi carichi. Sono realizzati insieme ai raccordi in fase di colata o stampaggio e l'allineamento può essere eseguito anche mediante saldatura. Per quanto riguarda quelli liberi, sono un disco che viene fissato a una flangia saldata o a un bordo flangiato del tubo. Entrambi i tipi presentano sia svantaggi che vantaggi. Le flange sciolte sono facili da montare, il loro design facilita l'allineamento dei fori per i prigionieri. Lo svantaggio è una minore resistenza e rigidità rispetto alle flange solide.

Separazione delle flange per scopo:

• Per raccordi e tubazioni. I collegamenti flangiati di condotte di questo tipo sono utilizzati per tutti i tipi e rami di tubazioni, trasporti, alloggi e servizi comunali.
• Per recipienti e apparati, tali collegamenti sono utilizzati per la distillazione dell'olio, apparecchiature per sistemi di alimentazione del calore, nonché serbatoi per la prenotazione.

Standard

Tutte le flange sono divise in diversi tipi a seconda del GOST e dell'esecuzione:

1. Le flange fuse sono realizzate come una singola unità con il corpo. Possono essere fusi in acciaio o ghisa.
2. Flange in acciaio filettate sul collo. Questo tipo ha un'applicazione piuttosto limitata e viene utilizzato principalmenteper tubazioni a bassa pressione.
3. Flange a collare. Sono un prodotto in acciaio, ottenuto mediante saldatura di testa. Lo scopo delle flange a collare è quello di collegare tubazioni ad alta e media pressione. Questo tipo ha il vantaggio di essere facile da installare ed economico. Rispetto alle flange saldate piatte, che considereremo nel prossimo paragrafo, riducono l'intensità del lavoro di produzione in media del 20% e la quantità di lavoro di saldatura della metà.
4. Flange saldate piatte. Sono realizzati in acciaio e tali connessioni flangiate vengono utilizzate per le tubazioni di processo.
5. Flange allentate. Questa specie ha le sue caratteristiche ed è divisa in tre sottospecie:

• con collare, sono utilizzati per tubazioni con ambienti aggressivi, da cui il collare protegge la flangia stessa;
• su un tubo flangiato;
• su un anello saldato, vengono utilizzati per tubazioni in metalli non ferrosi: rame e sue leghe, alluminio e acciaio inossidabile;

Opzioni di selezione della connessione

1. Forma della connessione flangiata. Le flange possono essere: tonde, ovali o rettangolari.
2. Abbonamento condizionale. La sua dimensione corrisponde alla sezione interna della flangia attraverso la quale scorrerà il fluido.
3. Design. Questo parametro regola le connessioni della flangia, GOST 12815-80 include 9 diverse categorie di prestazioni.
4. Pressione. Le connessioni possono sopportare la pressione nominale massima, dipendesul disegno e sulle dimensioni geometriche della flangia. Questo parametro è previsto anche dal principale documento normativo.
5. Materiale. Per la produzione di ghisa, carbonio, lega, acciaio inossidabile. Il materiale viene selezionato in base al mezzo di applicazione utilizzato. Possono essere utilizzati anche metalli di alto valore.

Giunto elettricamente isolante

Il raccordo a flangia isolante presenta alcune differenze rispetto alle altre tipologie ed ha il compito di impedire il passaggio di corrente elettrica, oltre a proteggere dalla corrosione elettrochimica. La maggior parte delle condotte sono interrate, dove è probabile che si verifichino correnti vaganti. In generale, non rappresentano un pericolo per l'intera condotta all'ingresso, ma sono molto pericolosi al punto di uscita. Un tale impatto può portare alla distruzione del metallo, alla formazione di crepe e alla fuoriuscita del liquido o del gas trasportato, il collegamento della flangia isolante fornisce la necessaria sicurezza. È costituito da flange, speciali guarnizioni coibentate, boccole e dispositivi di fissaggio. Tale connessione viene utilizzata nei seguenti casi:

• al confine del gasdotto e il suo passaggio dal fornitore al consumatore;
• quando i tubi sono flangiati per adattarsi ai diversi materiali di cui sono fatti;
• su condotte posate nell'area delle sorgenti di correnti vaganti;
• all'uscita di una rete di condotte isolate che si collega a una condotta non isolata;
• sulle sezioni di terra della distribuzione del gasstazioni.

Altri tipi di connessioni flangiate

• Collegamenti della flangia di misura. Forniscono il collegamento di reti di gasdotti con apparecchiature e dispositivi di misurazione aggiuntivi.
• Collegamenti ad alta pressione. Tali nodi sono soggetti a carichi variabili da meccanismi operativi. Pertanto, al fine di garantire densità e resistenza, nonché durata, è necessario osservare una serie di sfumature tecnologiche durante l'installazione. La torsione delle borchie avviene gradualmente in un cerchio e in una certa sequenza. I collegamenti della flangia possono essere rafforzati utilizzando una guarnizione del tipo a lente. Per utilizzare questo tipo di guarnizione è necessario prima rettificare direttamente la superficie sia delle guarnizioni che dei tubi. Le connessioni flangiate filettate sono l'opzione migliore per questo tipo. Può essere utilizzato anche insieme a una guarnizione per lenti, in metallo piatto. La massima tenuta della flangia è garantita dall'utilizzo di materiali per guarnizioni piatte come rame o alluminio.

Chiusura flangiata. Questa connessione in base alla progettazione è pienamente coerente con la flangia, la differenza sta nel fatto che invece dei soliti elementi di fissaggio - bulloni e prigionieri, viene utilizzato un design speciale sotto forma di una striscia che comprime le flange e si stringe con i bulloni. In tali connessioni, non ci sono fori lungo il diametro delle flange. Questo tipo si è dimostrato efficace nei nodi che richiedono una disconnessione-connessione rapida e periodica. In questo caso, è possibile utilizzare flange saldate piatte o saldate di testa

Fissaggio a flangia

Per l'installazione di connessioni flangiate, sono necessari elementi di fissaggio. Per il fissaggio delle tubazioni vengono utilizzati i seguenti elementi di fissaggio: bullone, dado, prigioniero e rondella. Poiché le connessioni a flangia delle tubazioni sono un progetto piuttosto responsabile, i requisiti sono imposti agli elementi di fissaggio in base ai seguenti parametri:

1. Mercoledì. Potrebbe o meno essere aggressiva. In base a questa impostazione dell'ambiente, viene selezionato il dispositivo di fissaggio. Per ambienti aggressivi, la preferenza è data all'acciaio con proprietà anticorrosione. È anche possibile utilizzare rivestimenti speciali che prevengono la corrosione.
2. Temperatura. La temperatura del liquido o del gas che sarà trasportato attraverso questo gasdotto, così come il regime di temperatura dell'ambiente, giocano un ruolo qui. Ogni materiale ha un intervallo di temperatura di lavoro, in base al quale viene selezionato il prodotto. Se l'ambiente non supera i -30 ºС, è possibile utilizzare gradi di acciaio ordinario, per temperature più basse vengono utilizzati gradi resistenti al freddo.
3. Pressione. Maggiore è la pressione di esercizio, maggiori sono i parametri che devono avere il materiale utilizzato, da cui sono ricavati i prigionieri per le connessioni a flangia.
4. Indicatori di elementi di fissaggio: tipo di filettatura, passo, lunghezza.
5. Materiale. L'acciaio utilizzato nella produzione di elementi di fissaggio per giunti flangiati può essere classificato in quattro categorie:

• acciaio al carbonio per uso generico, la temperatura di lavoro non deve superare i 200ºC e il diametro massimo è di 48 mm;
• acciaio al carbonio, utilizzato per prodotti di alta precisione, la temperatura di esercizio non può essere superiore a 300 ºС;
• acciaio al carbonio di alta qualità, gli elementi di fissaggio realizzati con questo materiale possono essere utilizzati a temperature superiori a 450 ºС;
• Acciai legati con proprietà termoresistenti e anticorrosione.

Uso limitato di elementi di fissaggio

La scelta degli elementi di fissaggio è determinata dai parametri di cui sopra, ma ci sono alcune limitazioni:

1. Gli elementi di fissaggio azionati a una pressione di esercizio fino a 25 kgf/cm non sono limitati dalla scelta del tipo di prodotto. Per quanto riguarda la pressione che supera questo valore, possono essere utilizzati solo prigionieri per connessioni a flangia, è vietato l'uso di bulloni.
2. Il tipo di acciaio per la coppia prigioniero-dado può essere scelto uguale o diverso. Se viene utilizzato un materiale, la resistenza del dado deve essere inferiore a quella del prigioniero di 20 unità.

C'è uno speciale prigioniero GOST per le connessioni flangiate, in base al quale vengono selezionate le dimensioni nominali del dispositivo di fissaggio. La scelta delle dimensioni dipende dalla pressione di esercizio a cui sarà sottoposto il perno.

Pad

Questa parte è inclusa in una connessione flangiata isolata per fornire la necessaria tenuta tra le flange. Le guarnizioni sono divise in diversi tipi in base a determinati parametri. Dipende dail materiale con cui sono realizzati, ci sono categorie:

• metallo;
• non metallico;
• combinato.

Distribuzione delle guarnizioni per elasticità:

• elastico;
• difficile.

Questa proprietà predetermina il materiale di cui sono fatte le guarnizioni per le connessioni della flangia. Gli elastici sono ottenuti da specie combinate e non metalliche. Le guarnizioni rigide sono principalmente metalliche, ma anche non metalliche, ottenute da materiali come fibra, gomma dura, paronite, ecc.

Caratteristiche di progettazione delle guarnizioni

Su questa base, le guarnizioni per le connessioni a flangia sono suddivise in:

• Piatti (possono essere sia metallici, non metallici che combinati), vengono utilizzati nelle connessioni con superfici piane. Il diametro interno delle guarnizioni piatte dovrebbe essere 1-3 mm più grande del diametro del tubo.
• Le guarnizioni delle lenti sono realizzate in acciaio al carbonio e legato e possono essere rigide o flessibili.
• Ovale fornisce una buona tenuta con un carico di bulloni moderato. Il contatto del prodotto della guarnizione avviene lungo la circonferenza esterna ed interna con la flangia. Il materiale per queste guarnizioni è acciaio al carbonio o acciaio inossidabile.
• Le guarnizioni ondulate possono essere metalliche o non metalliche. Sono costituiti da un sottile foglio di rame, acciaio dolce, cartone di amianto viene utilizzato come materiale non metallico ocarta. Il diametro interno corrisponde al diametro della flangia e il diametro esterno è regolato dalla posizione dei bulloni.
• Spirale si riferisce a guarnizioni elastiche. Tale guarnizione è composta da tre elementi: una parte a spirale e due anelli restrittivi.
• Guarnizioni dentate, il materiale per queste guarnizioni è acciaio dolce o acciaio legato. Una connessione flangiata isolata con questo tipo di guarnizione può essere utilizzata a temperature non superiori a 480 ºС.

Calcolo delle connessioni della flangia

Dopo aver determinato il tipo di flangia, a seconda del suo scopo, il tipo di guarnizione prodotto, nonché i materiali con cui sarà realizzato il prodotto, i progettisti selezionano le dimensioni richieste della parte in base a tabelle speciali. Sono presentati nei GOST pertinenti. Anche se le flange sono parti standard, molto spesso è necessario progettare un prodotto personalizzato. Il sistema di calcolo comprende le seguenti voci:

1. Calcolo delle deformazioni plastiche alla base delle boccole, vale per giunti operanti a basse temperature e pressioni.
2. Contabilità del momento flettente esterno derivante dal carico sui bulloni. Questo parametro determina le caratteristiche di resistenza della flangia.
3. Calcolo delle sollecitazioni emergenti, in particolare per prodotti ottenuti mediante saldatura.
4. La selezione del passo dei bulloni, definito in modo errato questo parametro può causare la flessione degli anelli della flangia tra i bulloni.

Il calcolo delle connessioni flangiate deve tenere conto del tipo di carico. Ci sono due opzioni -nel primo caso il carico dei bulloni viene trasferito alla guarnizione, nel secondo caso i carichi sono distribuiti uniformemente tra la guarnizione e l'anello di supporto.