В зависимости от стандарта фланцевого соединения (, , ГОСТ), выделяют несколько исполнений. Рассмотрим на примере ГОСТ 33259-2015:
Плоскость - А
Соединительный выступ – В
Выступ – Е
Впадина – F
Шип – C
Паз – D
Шип (под фторопластовую прокладку) – L
Паз (под фторопластовую прокладку) - М
Под прокладку овального сечения – J
Под линзовую прокладку – К.
Существует схема соединения фланцев, которые образуют своеобразный замок: B-B, E-F, C-D, L-M, J-J, K-K.
Уплотнители должны быть: стойкими к рабочей среде, сохранять физические свойства, прочными коррозионностойкими. Выделяют несколько видов: неметаллические, металлические и комбинированные.
Металлические.
Используются на предприятиях химической промышленности в трубопроводах, транспортирующих агрессивные среды отличающихся повышенным давлением и температурой. Выделяют: линзовые, овальные и восьмиугольного сечения.
прокладки подходят для фланцев с исполнением К. Изготавливаются по ГОСТ 10493-81. Выдерживают температуру от -50 до +510 0С и рассчитаны на давление до 1000 кгс/см2. Бывают до 200 мм.
Выделяют два вида: компенсирующие и жесткие:
|
Компенсирующие |
PN500 кгс/см2 – 1 исполнение |
|
PN 630 – 1000 кгс/см2 – 2 исполнение |
|
|
Жесткие |
с буртом – 1 исполнение |
|
без бурта – 2 исполнение |
прокладки случат уплотнителем для фланцев в исполнения . Изготавливаются в соответствие с российскими стандартами: ОСТ 26.260.461-99, ГОСТ 28759.8-90, АТК 26-18-6-93
Подходят для использования в средах с условным давлением от 630 до 1600 кгс/см2 и температурой от -70 до 600 °С. Изготавливают до 400мм. Металлические прокладки изготавливаются из различных марок стали, например, 12Х18Н10Т, 15ХМ, 08КП и . ASME рекомендует использовать для изготовления сталь AISI 410, 304, 316 и другие схожие по характеристикам. В стандарте ENпредусмотрено изготовление из сталей 1.4541, 1.4301, 1.4571 и других нержавеющих и жаропрочных.
Важно чтобы металл прокладок имел твердость ниже, чем металл фланцевого соединения.
Недопустимо наличие раковин, шероховатости, швов и других дефектов на поверхности прокладок.
Комбинированные.
Отличаются от металлических наличием как металлической части, отвечающей за химическую стойкость и прочность, так и неметаллической, отвечающей за упругость всего изделия. Выделяют несколько типов: спирально-навитые (СНП), армированные графитовой фольгой (ПАГФ) и прокладки фланцевые (ПОГФ). На предприятиях химической промышленности зачастую использую прокладки 1 и 2 типа соответственно. Спирально-навитые прокладки (СНП) изготавливаются методом навивки слоев профилированной ленты и наполнителя из терморасширенного графита. Используются для фланцевых уплотнений в исполнениях: соединительный выступ, выступ-впадина и шип-паз. Изготавливают по различным стандартам (ГОСТ, и ОСТ). Подходят для использования в средах и при температуре до +560 °С, и условном давлении до 250кг/см2.
Рассмотрим условия эксплуатации в различных средах.
|
Рабочая среда |
°С |
|
Растворы кислот, щелочей, растворители и продукты нефтепереработки |
От -200 до +500 |
|
Хромовая кислота (массовая конц. 0-100г/дм3) |
До +250 |
|
Азотная кислота (массовая конц. 0-100г/дм3) |
До +85 |
|
Пар, тяжелые нефтепродукты, сухие газы |
До +560 |
|
Агрессивные среды: кислоты и щелочи любой концентрации |
От -196 до 200 |
Выделяют 4 типа:
|
Тип |
Наличие колец |
Исполнение уплотнительной поверхности фланца |
|
А |
без ограничительных колец |
шип-паз |
|
В |
ограничительное кольцо снаружи |
выступ-впадина |
|
Г |
ограничительное кольцо внутри |
соединительный выступ |
|
Д |
ограничительное кольцо внутри и снаружи |
соединительный выступ |
Прокладки, армированные (усиленные) графитовой фольгой. Отличается от СНП тем, что используются при больших передах температур и высоком условном давлении до 400кг/см2.
Производятся по государственным, отраслевым и иностранным стандартам.
Такой вид прокладок не стоек к воздействию щелочных средств, к азотной кислоте с концентрацией от 10%, серной с концентрацией более 60%, хромовой, аммиаку в жидком состоянии и других. Преимуществом такого вида является стойкость к высоким температурам до +600 °С.
Выделяют также 4 типа, в зависимости от воздействия удельного давления:
|
Тип |
Наличие ограничителя |
|
И1 |
Без ограничителя |
|
И2 |
С наружным |
|
И3 |
С внутренним |
|
И4 |
С внутренним и наружным |
Ограничители необходимы для предотвращения образования дефектов в целостности уплотнения.
Неметаллические или прокладки плоские эластичные.
Изготавливаются методом вырезания из листа паронита или графита необходимой толщины.
Производство регламентируется ГОСТ 15180-86. Условный проход варьируется от 3000мм, в отличии от рассматриваемых выше. В зависимости от условного прохода имеют определенный внутренний и внешний диаметр. По ГОСТ 15180-86 могут быть изготовлены в 5-ти различных исполнениях, в зависимости от исполнения рабочей поверхности фланца:
А – соединительный выступ (В-В)
Б – выступ-впадина (E-F)
В – шип-паз (C-D)
Г (фторопласт) – шип-паз (L-M)
Д – паз-соединительный выступ.
Если рабочая среда подразумевает транспортировку аммиачных соединений с температурой до +150 °С, то рекомендовано выбирать прокладки из паронита типа ПОН-А.
При перемещении азотосодержащих веществ или этилового спирта, лучше использовать материал ПОН-Б, а ПОН-В отлично подойдет для перемещения минеральных масел и легких нефтепродуктов. Чаще всего применяется в узлах и деталях внутреннего сгорания. Прокладки из маслобензостойкого паронита (ПМБ-1) подходят для систем с тяжелыми и легкими нефтепродуктами и маслами с максимальным давлением до 160кгс/см2 (16 Мпа) и температурой от -40 до +250 °С.
Фторопластовые прокладки (фторопласт-4/) подходят только для фланцевых соединений с исполнением зеркала . Используются для работы в агрессивных средах, глубоком вакууме и при криогенных температурах, исключением являются среды с щелочными металлами.°С и давлением до 160кгс/см2.
Журнал ТПА №1(106), февраль 2020