Типы присоединений

Типы присоединений

Трубопроводная арматура может быть классифицирована по типу ее присоединения к трубопроводу, резервуару или установке. Три основные конфигурации присоединения – фланцевое, резьбовое, сварное.

Фланцевое соединение – арматура крепится к трубопроводу с помощью фланца – плоской пластины на конце трубопровода с отверстиями для резьбового крепежа (болтов или шпилек). Чаще всего применяют фланцы круглой формы.

Фланцы, привариваемые к трубопроводу, называются ответными фланцами и могут быть двух видов: плоскими или воротниковыми (по характеру присоединения к трубе). Форма уплотнительной поверхности фланцев, количество и диаметры отверстий для крепежа, форма и материал прокладок между фланцами зависят от номинального давления арматуры, характеристик рабочей среды и описаны в соответствующих стандартах:

• ГОСТ 12815 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/кв. см)
• ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250
• EN 1092 Flanges and their joints — Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, PN designated
• ASME/ANSI B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings

Материал ответных фланцев и крепежа, как правило, соответствует материалу трубопровода или материалу арматуры.

Фланцевое соединение – наиболее распространенный тип соединения в арматуре. К его достоинствам относят надежность, возможность многократного монтажа и демонтажа (упрощает замену и ремонт арматуры). Из недостатков – большие габариты и масса, необходимость обслуживания соединения (подтяжки гаек и замены прокладок) – особенно при наличии вибрации или воздействии окружающей среды.

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 1), При подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности. Следует отметить, что для свободных фланцев различные исполнения возможны только у приварного кольца.

Рис. 1. Варианты исполнений поверхности фланца.

1. — соединительный выступ; 2 — выступ; 3 – впадина; 4 – шип; 5 – паз; 6 – под линзовую подкладку; 7 – под прокладку овального сечения; 8 – с шипом под фторопластовую прокладку; 9 – с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланцы с выступом, впадиной применяются при давлении до 1,6 МПа. Фланцы с шип-пазом применяют при обработке ядовитых, коррозионных и взрывоопасных сред при давлении до 6,4 МПа. Фланцы в исполнении 1 используются при условном давлении не выше 6,3 МПа.

Существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:

Рис. 2. Схема стыковки фланцев по исполнениям уплотнительной поверхности

Прокладки фланцевых соединений

Надежность и качество фланцевого соединения во многом зависит от выбора уплотнительной прокладки. Для фланцевых соединений применяются как мягкие неметаллические, полуметаллические, так и полностью металлические прокладки.

Прокладка – это отдельный сжимаемый элемент соединения, который, находясь в сжатом состоянии между фланцевыми деталями трубопроводов, под действием давления от затянутых крепежных изделий, заполняет собой промежуток между соединяемыми деталями.

Подвижное или неподвижное уплотнение фланцевых разъемов обеспечивают различными материалами: резиной, паронитом, легкоплавким уплотнителем и др. Фланцы плоские герметизируют, применяя мягкие металлические или гофрированные прокладки с мягкой набивкой.

Для исполнений фланцев 1, 2, 3, 4, 5 допустимо использование широкого перечня прокладок: металлических (в т. ч. зубчатых), металлографитовых на основе терморасширяющегося графита (ТРГ), спирально-навитых (СНП), эластичных (они особенно востребованы для чугунных фланцев). Если речь идет о вредных веществах 1, 2 или 3 классов опасности или пожаро-взрывоопасных веществах, для фланцев с исполнением уплотнительной поверхности 1 следует использовать волновые прокладки ТРГ с упругим вторичным уплотнением, а прокладки СНП снаряжать двумя ограничительными кольцами.

Фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 6 и 7 применяют с линзовыми прокладками, а также прокладками овального и восьмиугольного сечения. А фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 8 и 9 ─ с прокладками на основе фторопласта-4.

Иногда арматура конструктивно выполняется без фланцев, но с отверстиями в корпусе или специальными проушинами для крепления с помощью шпилек между двумя ответными фланцами трубопровода. В этом случае говорят о межфланцевом креплении арматуры.

Резьбовое соединение. Применяется для арматуры малых диаметров при низких и средних значениях давлений рабочей среды. Является технологичным и экономичным ввиду малых габаритов и отсутствия мелких деталей. Основные виды резьбовых соединений:

Муфтовое – арматура присоединятся с помощью муфт с внутренней резьбой

Цапковое – присоединяется на наружной резьбе с буртиком под уплотнение (ввинчивается по резьбе одним концом в тело агрегата или резервуара).

В штуцерном соединении присоединительный конец арматуры с наружной резьбой посредством накидной гайки подтягивается к трубопроводу. Его используют для арматуры малого и сверхмалого (с номинальным диаметром до 5,0 мм) диаметров.

Сварное соединение применяется там, где нужно обеспечить абсолютную герметичность и надежность соединения: токсичные, агрессивные, легковоспламеняющиеся, радиоактивные среды, среды с высоким рабочим давлением и температурой.

Сварные соединения могут быть выполнены в раструб и встык. В первом случае сварочный шов располагается на внешней стороне трубы. Во втором случае соединение может дополняться подкладным кольцом, исключающим перекос соединяемых деталей.

Преимущества сварного соединения – его минимальный вес, компактность, надежность и минимальные затраты на обслуживание. К недостаткам относится повышенная сложность демонтажа и замены арматуры.

Типы соединений оборудования

Основные типы соединений поставляемого оборудования:

— Бессварное муфтовое (грувлочное) соединение

Фланцевое соединение.

Фланец – металлический диск, который имеет внутреннее отверстие соответствующее проходному отверстию трубопровода, а так же крепежные отверстия, расположенные по кругу через которые два фланца скрепляются между собой болтами или шпильками. Герметизация соединения достигается путем установки прокладки между плоскостями фланцев. В нашей стране это наиболее распространенный способ соединения оборудования с трубопроводом.

Есть несколько типов фланцев, но наиболее часто применяемые в ПТ и ВС воротниковые и плоские фланцы. Обращаем внимание на то, что монтаж межфланцевых дисковых поворотных затворов необходимо производить только с воротниковыми фланцами! Плоские фланцы ведут к повреждению манжеты затвора.

Бессварное муфтовое (грувлочное) соединение – два отрезка трубы на краях, которых предварительно накатывается (выдавливается) специальный желобок (канавка), соединяются специальными разъемными муфтами. Герметизация соединения достигается путем установки на трубы манжеты специальной формы (чаще всего из ЕПДМ) поверх которой монтируется муфта, состоящая из двух частей (половин). Для создания различных конфигураций трубопровода, производятся различные фитинги (фасонные изделия) такие как отводы, тройники, переходы, а так же различные адаптеры, в том числе под фланцевое соединение. Данный тип соединений широко и очень давно используется зарубежом в частности в США. Последние годы бессварной тип соединений за свою простоту, надежность, а так же возможности монтировать трубопроводы различного назначения без применения сварочных работ (в том числе на уже действующих объектах), с большой скоростью набирает популярность в нашей стране. Многие крупные строительные и монтажные компании уже перешли на данный тип соединения трубопровода, как пожарного, так и хозпитьевого назначения.

Резьбовое соединение.

Резьбовой тип соединения, который наверное известен абсолютно всем. Резьбовой тип соединения изобрели достаточно давно (чаще всего изобретение резьбового соединения приписывают Римской империи). Резьбовое соединение наиболее часто применяют для соединения трубопроводов и оборудования небольших диаметров.

Некоторое оборудование поставляемое нашей компанией может иметь комбинированное соединение. Например клапан может иметь с одной стороны фланцевый тип соединения, а с другой стороны грувлочный (муфтовый тип).

Дисковые затворы — сфера применения

Такие детали, как затворы дисковые поворотные фланцевые применяются в трубопроводах большого диаметра для перекрытия потока подаваемой среды, под невысоким давлением с относительно низкими требованиями к герметичности.

Принцип работы

Суть действия такого устройства, как затвор фланцевый, сводится к повороту запорного диска относительно своей оси под углом 90º. Поворот диска и расположение его параллель подаваемой среде создает минимальные помехи и делает ток или проход среды бесперебойным. Поворот запорного диска перпендикулярно подаваемой среде позволяет полностью перекрыть поток.

Изменение положения запорного элемента осуществляется посредством маховика.

Устройства поворотные фланцевые состоят:

• корпус,
• поворотный затвор,
• стойка,
• уплотнители.

Материал изготовления

Для использования дисковых механизмов в агрессивных средах используются материалы, устойчивые к коррозии и не вступающие в химическую реакцию с подаваемой средой. Чаще всего дисковые поворотные устройства изготавливаются их легированной стали или чугуна. В том случае, если чугунные элементы будут соприкасаться с агрессивной средой и возникнет угроза разрушения, их покрывают эпоксидной смолой или другими составами, устойчивыми к воздействию среды.

Герметичность обеспечивается сильным прижатием поворотного элемента к имеющимся уплотнителям. Это достигается за счет использования уплотнительных элементов, среди которых могут быть не только синтетические материалы, но и металл.

Такие системы, как затворы с уплотнением металл по металлу широко применяется в трубопроводах, в которых ведется прокачка агрессивных сред, которые разрушают уплотнители из других материалов. Чаще всего в качестве уплотнительных материалов используется:

• нитриловая резина (при прокачке нефтепродуктов),
• резиновые смеси на основе СКН (при прокачке масел или топлива в условиях крайнего Севера),
• силиконовые смеси (при работе с продуктами пищепрома или фармации).

Соединение

Межфланцевое соединение поворотных затворных механизмов не оснащается собственной резьбой или собственными фланцами. Их установка ведется между двумя фланцами, стягиваемыми шпильками. К преимуществам такого соединения относится:

• огромная популярность – такое соединение хорошо подходит для большинства узлов и сред,
• облегченный монтаж в ограниченном пространстве,
• легкость демонтажа для замены или произведения ремонтно-восстановительных работ.

Сложность монтажа механизмов со смещенными эксцентриками с межфланцевым соединением заключается в правильной центрировке – расположении затворов и фланцев относительно друг друга. Стягивающие шпильки должны быть равномерно закручены. Неравномерная затяжка шпилек может приводить к возникновению протечек и деформировании корпусов устройств.

Недостатком монтажа затворно-поворотного механизма в межфланцевое пространство как симметричных, так и со смещенными эксцентриками является увеличение массы и габаритов узла, которые могут является противопоказанием монтажа в стесненных условиях. Частые и существенные перепады температур снижают показатели герметичности системы с любым видом затворно-поворотного узла.

Соединение сварное

К недостаткам сварного соединения относится возможность использования таких узлов на пожароопасном и взрывоопасном производстве. Такие затворы сложно демонтировать и производить их сервисное обслуживание.

К основному преимуществу сварного соединения относится использование при сверхвысоком давлении пара, а также использовании в узлах трубопроводов, содержимое которых не может контактировать с окружающей средой в силу своей высокой экологической опасности и при возможность порчи содержимого при попадании внутрь трубопровода внешнего воздуха.

Преимущества использования дисковых затворов

Такая трубопроводная арматура, как затвор дисковый поворотный фланцевый ду 100 и другие модели имеют ряд преимуществ.

1. Они обладают малой строительной длиной, что позволяет монтировать их в небольшие объемы. Вращение запорного элемента вокруг своей оси дает этому затвору преимущество перед системами, которые движутся возвратно-поступательно.
2. Уплотнительные элементы или вышедшие из строя детали затвора могут быть легко заменены рабочими, не имеющими специального образования и разрешительных удостоверений.
3. Основным преимуществом поворотно-затворных механизмов является возможность их установки на трубопроводы большого диаметра. Их крепость, надежность и простота позволяет легко перекрывать поток жидких сред, идущий с напором.

Виды затворов

Все затворы можно разделить на симметричные и устройства со смещенной симметрией.

Достоинством симметричного устройства является низкая стоимость, а неоспоримым недостатком – более низкое качество герметизации просвета трубопровода по сравнению с затворами, имеющими смещенный эксцентрик.

Затворы со смещенными эксцентриками

В затворах со смещенными эксцентриками не используются уплотнительные элементы, вместо них применяются седла.

Существует два основных вида затворов со смещенными эксцентриками:

• двухэксцентриковые,
• трехэксцентриковые.

В двухэксцентриковых затворах центр вращения запорного элемента смещается назад относительно оси симметрии. Герметичность запора при этом существенно повышается. Уменьшение взаимного трения затворного элемента и седла в момент закрывания позволяет использовать для седел различные номенклатурные элементы. При этом уплотнительные элементы подвергаются меньшему износу и истиранию.

Все эти условия позволяют использовать двухэксцентриковые затворы в тяжелых условиях – в сверх агрессивной рабочей среде и при повышенном количестве циклов закрывания –открывания.

Трехэксцентриковые затворы используются в узлах, где планируется полностью исключить фактор трения. Трехэксцентриковые затворы полностью исключают возможность протечки, так как при их открывании или закрывании не происходит трения уплотнительных элементов. Эксцентриситет позволяет легко размыкать диск и корпус затвора, избегая любого механического воздействия на уплотнитель.

Затворы дисковые межфланцевые с жестким уплотнением (400-серия)

Затвор дисковый межфланцевый SUNG DO VALVE с жестким уплотнением седла (400-серия) применяется в различных сферах: теплоснабжение, химическая и пищевая промышленность и др. Жесткое уплотнительное кольцо, изготовленное из соединения резины эластомера в сочетании с фенолическим прокладочным кольцом. Это дает хорошую фиксацию и гарантируют стабильность эксплуатации уплотнения седла. Два уплотнительных кольца, сделанных как одно целое с седлом, гарантируют плотное запирание при соединении с ответными фланцами трубопровода. Диск данного затвора предельно точно перекрывает допуск на наружный диаметр. Данная серия затворов SUNG DO предусматривает присоединение по стандартам ГОСТ, ANSI, DIN, BS, JIS.

Описание затворов дисковых SDV 400-серия:

• Диаметры: Ду 50 — Ду 300 (2 — 12 дюймов);
• Номинальное давление: Ру 10 — Ру 25 (ANSI 150#,300#,JIS 5K-10K);
• Тип присоединения: межфланцевый, стяжной
• Типы управления: Ручка (Ду 50 -150), Редуктор (Ду 200 — 300), Электропривод AUMA(Ду 50 — 300), Пневмопривод (Ду 50 — 300).
• Стандарты фланцев: ГОСТ, ANSI, JIS

Возможные варианты исполнений:

Чугун / Высокопрочный чугун (GGG45) / Сталь углеродистая (A515, SB49)/ сплав Никель/ Аллюминий / Бронза /Сталь н/ж (SS 304, 316, 304L, 316L)

Чугун / Высокопрочный чугун / Сплав аллюминий-бронза / сплав Никель/ Аллюминий / Бронза, Duplex, HastelloyC, Сталь н/ж (SS 304, 316, 304L, 316L)

EPDM (-40..+120С), VITON (-18..+177С), NBR (Buna-N) (-18..100С), NEOPRENE (-29..+99С), HYPALON (-29..+135C)

Monel, Hastelloy C, Стальн/ж (SS 304, 316, 304L, 316L, 410, 630)

* По заказу возможны иные исполнения;

* Указанная продукция тестируется согласно API 598/ANSIB 16.34 или согласно требований заказчика.

Конструктивные особенности межфланцевых затворов SDV (400-серия)

Типоразмеры затворов дисковых SUNG DO (400-серия) Ду 50 — Ду 300

График расхода рабочей среды в зависимости от угла поворота дископоворотного затвора SUNG DO (400-серия)

Затворы дисковые этой серии имеют большую функциональность по сравнению с 300-серией. Во-первых, по типу присоединения 400-серия может быть выполнена в межфланцевом типе со стяжными шпильками. При чем в проушинах затвора имеется дополнительная резьба, которая позволяет отрегулировать положение корпуса относительно трубопровода с двух сторон. Дополнительно это увеличивает прижимную силу арматуры к крепежу.

Межфланцевые затворы SUNGDOVALVE(400-серия) также имеют невысокую стоимость по сравнению со своими конкурентами из Европы и Турции.

ПДЗ этой серии успешно эксплуатируются на объектах Татэнерго (Казань), ИнтерРао (Москва), ПАО «Т-плюс» (Нижний Новгород, Челябинск, Свердловская обл.)