Типы фланцев: полное руководство по RF, FF, RTJ, M&F и T&G

Поверхность фланца — это часть фланца, на которую никто не смотрит на чертеже, но именно по этой причине соединение либо прослужит десять лет, либо даст течь при первом гидроиспытании.АСМЭ Б16.5определяет шесть геометрий лица, и они не являются взаимозаменяемыми. Соединение фланца RF с фланцем RTJ или охватываемой поверхности с плоской поверхностью не обеспечивает краевого уплотнения -, оно вообще не обеспечивает уплотнения, поскольку прокладка не может должным образом контактировать с обеими поверхностями. В этом руководстве рассматривается каждый тип поверхности, как она выглядит, какая прокладка к ней подходит, диапазон давления и условий эксплуатации, которые она охватывает, а также ошибки, которые приводят к сбоям на объекте.

Почему геометрия лица имеет значение

Фланцевое соединение обеспечивает герметичность, поскольку нагрузка на болт сжимает прокладку между двумя параллельными металлическими поверхностями, и материал прокладки растекается по микроскопическим шероховатостям этих поверхностей. Форма посадочной зоны - приподнятая, плоская, с канавками, шпунтом-и-пазом - определяет, как распределяется нагрузка на болт, какая площадь активной площади прокладки и насколько хорошо она удерживается.

Приподнятая поверхность концентрирует нагрузку на прокладку на меньшем диаметре, что обеспечивает более высокое удельное напряжение и облегчает герметизацию при умеренном давлении. Кольцевая канавка вдавливает прокладку в определенный канал, который удерживает прокладку под действием внутреннего давления.

Плоская поверхность распределяет нагрузку по всему фланцу, что требуется, когда сопрягаемый фланец оборудования чугунный и может треснуть при нагрузке, как стальной фланец. Тип лица – это не косметический выбор; это механизм запечатывания.

Поднятое лицо (RF): значение по умолчанию

Выступающая поверхность является наиболее распространенной поверхностью фланца в промышленных трубопроводах и охватывает, вероятно, 80% всех эксплуатируемых фланцев. Это небольшое выступающее кольцо на поверхности фланца, за пределами окружности болта, с гладкой обработанной поверхностью.

Высота выступа зависит от класса давления: для классов 150 и 300 используется высота выступа 1,5 мм, а для классов 600 и выше — высота выступа 6,4 мм. Прокладка сидит на этом выступающем кольце, и нагрузка болта сжимает ее между двумя выступающими кольцами, обращенными друг к другу.

Фланцы RF подходят для широкого спектра прокладок: листовые прокладки (без-асбеста, ПТФЭ, графита), спирально-навитые прокладки с внутренними и наружными кольцами и кампрофильные прокладки. Они работают во всем диапазоне классов от 150 до 2500, поэтому они так распространены. Компромисс- заключается в том, что прокладка не удерживается - в соединении высокого- давления, внутреннее давление может вышибить прокладку в сторону, если прокладка не будет правильно подобрана по размеру и не закреплена болтами.

Фланцы RF являются стандартными в нефтегазовой, нефтехимической, химической промышленности и водоснабжении. Поверхность поверхности обычно составляет от 125 до 250 AARH (от 3,2 до 6,3 микрометра) для мягких прокладок и от 250 до 500 AARH для спирально навитых прокладок.

Плоская поверхность (FF): для фланцев хрупкого оборудования

Фланец с плоской поверхностью вообще не имеет выступающего кольца - вся поверхность представляет собой одну плоскую плоскость. Это существует по одной инженерной причине: когда вы прикручиваете стальной фланец к фланцу оборудования из чугуна, бронзы или стеклопластика, хрупкий материал не может выдержать концентрацию точечной нагрузки на выступающей поверхности.

Если вы попытаетесь приложить фланец RF к чугунному фланцу, выступающее кольцо пробьет хрупкий материал и расколет его. Плоская поверхность распределяет нагрузку на болт по всей площади поверхности, а прокладка представляет собой сплошную-прокладку, закрывающую весь фланец, отверстия и все остальное.

Фланцы FF используются на чугунных клапанах, насосах и фланцах оборудования, как правило, при более низком-давлении (от класса 125 до класса 300). Они не распространены на технологических трубопроводах, где оба фланца стальные, поскольку для достижения того же удельного напряжения, что и для фланца RF, требуется гораздо больший момент затяжки болтов.

Практическое правило: если один фланец в паре чугунный или не-металлический, используйте FF с обеих сторон со сплошной-торцовой прокладкой. Смешивание FF с одной стороны и RF с другой не поможет - выступающая поверхность раздавит хрупкий фланец.

Соединение кольцевого типа (RTJ): Высокое давление, высокая температура

Фланец RTJ имеет обработанную круглую канавку (или две концентрические полу-канавки), вырезанную на поверхности фланца, в которую входит сплошная металлическая кольцевая прокладка. Кольцо имеет овальное или восьмиугольное поперечное-сечение и под нагрузкой болта пластически деформируется в канавку, создавая уплотнение металл-к-металлу, которое не зависит от мягкой прокладки.

Это тип лицевой поверхности для класса 600 и выше, эксплуатации при высоких-температурах (около 400 C), а также для эксплуатации на устье нефтяных и газовых скважин/елок, при которых мягкая прокладка может выдавиться или взорваться.

Кольцевая прокладка сама по себе является уплотнительным элементом: она мягче фланца (обычно из мягкого железа, низко-углеродистой стали, нержавеющей стали 304/316, инконеля или монеля в зависимости от условий эксплуатации) и деформируется, чтобы соответствовать канавке. Сама поверхность фланца не соприкасается - уплотнение полностью находится между кольцом и двумя поверхностями канавок.

Фланцы RTJ используются на подводных устьях скважин, в манифольдах высокого-давления, в системах с паром при давлении выше 40 бар и в кислых средах, где графитовые прокладки могут подвергаться воздействию водорода. Недостатком является стоимость: обработка канавки дорогая, кольцо представляет собой прецизионную деталь, а фланцы RTJ требуют осторожного обращения -, поцарапанная канавка портит уплотнение. Если кольцо сжалось, его нельзя использовать повторно; При каждой разборке устанавливается новое кольцо.

Мужчина и женщина (М и Ж): точное определение местоположения

В паре охватываемых и охватывающих фланцев используются одинаковые выступающие и утопленные поверхности: один фланец имеет выступающую охватывающую поверхность (высотой около 6,4 мм), другой имеет соответствующую утопленную охватывающую поверхность (глубиной около 4,8 мм). Патрубок входит в самку, а прокладка садится на узкую кольцевую поверхность между ними.

Охватывающая поверхность находит и удерживает прокладку, что предотвращает ее выдувание внутренним давлением -, в этом преимущество перед RF. Фланцы M&F обычно используются на насосах, клапанах и каналах теплообменников, где прокладка должна оставаться по центру во время сборки, а фланец оборудования уже является охватывающим.

Прокладка на фланце M&F ограничена внутренней выемкой, поэтому она не может выдавливаться вбок. Это делает M&F пригодным для более высокого давления, чем RF, без кольца со спиральной-навивкой, и его легче выравнивать во время сборки, поскольку пилот с наружной резьбой центрирует два фланца. Недостаток- заключается в том, что охватываемая поверхность легко повреждается при падении или ударе фланца - зазубрина на охватываемой кромке разрушает уплотнение.

Фланцы M&F также не взаимозаменяемы с RF, и вы не можете перепутать впадину с плоской поверхностью. Они соответствуют стандарту ASME B16.5 и используются во всем диапазоне классов вплоть до класса 900.

Шип и паз (T&G): полностью содержащаяся прокладка

Шип-и-паз представляет собой наиболее строгую геометрию торцевой поверхности: один фланец имеет выступающий кольцевой язычок, другой имеет соответствующую кольцевую канавку, а прокладка полностью находится внутри канавки. В отличие от M&F, язычок уже, а канавка глубже, поэтому прокладка полностью закрыта с обеих сторон, а внешний край язычка защищает ее от атмосферного воздействия.

Фланцы T&G используются с материалами прокладок, чувствительными к окислению или экструзии - заменителями асбеста, ПТФЭ, спиральной-намоткой в ​​критических условиях эксплуатации - и на соединениях, которые не разбираются регулярно.

Преимущество заключается в максимальном ограничении прокладки и превосходной герметизации в нестабильных или опасных условиях эксплуатации. Недостаток в обслуживании: язычок хрупкий, паз трудно чистится, прокладку невозможно осмотреть без полной разборки.

Фланцы T&G выпускаются в больших и малых вариантах (большие T&G для теплообменников, маленькие T&G для соединений насосов). Они менее распространены в обычных трубопроводах, чем RF, но являются стандартными для фланцев критического оборудования. Как и M&F, они не взаимозаменяемы ни с каким другим типом лица.

Краткий обзор-сравнения

Правило не-взаимозаменяемости

Единственное и самое важное правило: два фланца с разными типами граней не сопрягаются. Вы не можете прикрепить фланец RF к фланцу RTJ или фланец M&F к фланцу FF и ожидать уплотнения. Прокладка не сможет контактировать с обеими поверхностями по всей своей ширине.

При заказе фланца явно укажите тип поверхности в запросе и подтвердите, что сопряженное оборудование (клапан, насос, компрессор) имеет такую ​​же поверхность. Распространенной ошибкой на объекте является заказ запасного фланца с RF и обнаружение, что насос RTJ -, запасной фланец не подходит и его необходимо восстановить. Всегда сопоставляйте тип лица с паспортной табличкой оборудования.

Шероховатость лица является частью спецификации

Даже на одном типе лица качество поверхности (шероховатость) имеет значение. Прокладка должна иметь правильную шероховатость, чтобы - врезалась в слишком гладкую поверхность, и она скользит, слишком шероховатая, и прокладка не сможет закрыть выступы. ASME B16.5 определяет стандартную отделку: от 125 до 250 AARH для мягких листовых прокладок, от 250 до 500 AARH для спирально-навитых прокладок. Чистовая обработка измеряется по рисунку обработки на торце - в виде непрерывной спирали или концентрических зубцов, получаемых инструментом для обработки фланцев. Лицевую поверхность, которая была повреждена в результате падения гаечного ключа или повреждена в результате неправильного снятия прокладки, необходимо отшлифовать перед повторной сборкой. Это отдельная операция от выбора типа лица, и именно здесь возникает множество утечек с сайта.

Распространенные ошибки на местах

• При использовании прокладки RF на фланце RTJ, поскольку она «выглядела близкой» -, прокладка не будет герметично удерживаться в канавке.
• Перемешивание фланцев FF и RF на чугунном клапане, растрескивание чугунного фланца под нагрузкой.
• Повторное использование кольцевой прокладки RTJ после разборки - кольцо приняло постоянную форму и не будет повторно-герметизироваться.
• Затяжка фланца FF до значений болта RF, что приводит к растрескиванию хрупкого фланца оборудования.
• Невозможно очистить гнездовую выемку M&F перед сборкой, в результате чего остается старый материал прокладки, который препятствует посадке охватываемой поверхности.
• Не обращая внимания на обработку поверхности и используя мягкую прокладку на обработанной-гладкой поверхности без зубцов.

Как выбрать

Начните с обслуживания: если давление класса 600 или выше или температура высокая, по умолчанию используется RTJ. Если вы прикрепляете болты к оборудованию из чугуна или стеклопластика, используйте FF.

Если соединение находится на насосе, клапане или теплообменнике, соответствующем спецификации M&F, сопоставьте его. Для обычных технологических трубопроводов класса ниже 600 используйте RF со спиральной -навитой или листовой прокладкой -, это не зря используется по умолчанию.

T&G зарезервирован для критически важных работ, где защита от прокладок является приоритетом. В случае сомнений проверьте паспортную табличку оборудования и сопоставьте ее с типом лица; поверхность фланца – не место для импровизации.

Свяжитесь сейчас