Слепые фланцы представляют собой цельные несквозные фланцы, используемые для закрытия конца трубопроводной системы, выхода клапана, патрубка сосуда под давлением, соединения насоса или ответвления трубопровода. В отличие от приварных, накладных или резьбовых фланцев, глухой фланец не имеет центрального отверстия, что делает его пригодным для постоянного закрытия, временной изоляции, гидростатических испытаний и будущего расширения системы.
Глухие фланцы подбираются в соответствии с классом давления, номинальным размером трубы, облицовкой фланца, формой болтов, типом прокладки, условиями эксплуатации, коррозионной стойкостью и применимыми стандартами. Для покупателей, инженеров и групп закупки проектов правильный выбор глухого фланца снижает риск утечки, упрощает изоляцию при обслуживании и помогает обеспечить соответствие трубопроводной системы требованиям ASME, EN, DIN, JIS или спецификациям проекта.
Что такое глухой фланец?
Глухой фланец - это болтовое соединение, предназначенное для герметизации конца трубопровода без приварки крышки непосредственно к трубе. Обычно он устанавливается с прокладкой и комплектом болтов между глухим фланцем и ответным фланцем. Поскольку его можно снять, он обеспечивает лучшую гибкость при осмотре и обслуживании, чем приварная крышка трубы.
В промышленных трубопроводах глухие фланцы широко используются в нефтегазовой отрасли, на нефтехимических заводах, в энергетике, водоподготовке, морских модулях, судостроении, горнодобывающей промышленности, химической обработке, терминалах СПГ и производстве сосудов под давлением.
Распространенные типы глухих фланцев
Глухой фланец с рельефной поверхностью
Глухой фланец с рельефной поверхностью, часто сокращенно называемый глухим фланцем RF, имеет рельефную посадочную поверхность прокладки по окружности болта. Это одна из наиболее распространенных конструкций для трубопроводных систем ASME, которая обычно используется со спирально-навитыми прокладками, прокладками из прессованного волокна, графитовыми прокладками или прокладками из ПТФЭ.
Глухой фланец с плоской поверхностью
Глухой фланец с плоской поверхностью имеет полностью плоскую контактную поверхность прокладки. Он обычно используется с чугунными фланцами, трубопроводами низкого давления и в тех случаях, когда необходимо избежать чрезмерных изгибающих нагрузок на сопрягаемый фланец.
Кольцевой тип соединения глухой фланец
Глухие фланцы RTJ используются для работы под высоким давлением и при высоких температурах. Они имеют точно обработанную кольцевую канавку, в которую помещается металлическая кольцевая прокладка. Правильный размер канавки, обработка поверхности и совместимость по твердости имеют решающее значение для надежного уплотнения.
Очковые заглушки, проставки и пики - сопутствующие компоненты
Хотя они не идентичны глухим фланцам, заглушки, пики и распорки часто используются вместе с фланцевыми соединениями для положительной изоляции трубопроводов. Сплошной глухой фланец закрывает конец трубопровода, в то время как очковый глухой фланец обеспечивает переключаемую открытую или закрытую изоляцию между двумя фланцами.
Когда следует выбирать глухой фланец вместо приварной крышки?
Глухой фланец предпочтителен в тех случаях, когда конец линии может потребоваться открыть для осмотра, очистки, скребка, опрессовки, врезки или будущего расширения. Приварная крышка обычно более компактна и долговечна, но для ее демонтажа требуется резка или горячая обработка.
Стандарты, классы давления и диапазон размеров
Глухие фланцы могут быть изготовлены в соответствии с основными международными стандартами фланцев. Наиболее распространенным стандартом для трубопроводов NPS является ASME B16.5, охватывает фланцы от NPS 1/2 до NPS 24. Для больших трубопроводов и технологических процессов, ASME B16.47 Серия A/B используется для NPS 26 - NPS 60.
| Стандарт | Типовой диапазон размеров | Номинальное давление | Общая облицовка |
|---|---|---|---|
| ASME B16.5 | NPS 1/2 - NPS 24 | Класс 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 | RF, FF, RTJ |
| ASME B16.47 Серия A | NPS 26 - NPS 60 | Класс от 75 до 900 | РФ, RTJ |
| ASME B16.47 Серия B | NPS 26 - NPS 60 | Класс от 75 до 900 | РФ, RTJ |
| EN 1092-1 | DN 10 - DN 4000 | PN 2.5 - PN 400 | Тип A, B, C, D, E, F, G, H |
| Стандарты фланцев DIN | Зависимость от проекта | Рейтинг PN | Плоские, рельефные, рифленые |
| JIS B2220 | Номинальные метрические размеры | 5K, 10K, 16K, 20K, 30K | РФ, ФФ |
Стандарт и класс давления должны быть проверены по коду конструкции, расчетному давлению, расчетной температуре, стандарту прокладок и классу болтов. Фланец класса 150 не может автоматически подходить для всех условий эксплуатации на 150 фунтов на квадратный дюйм, поскольку допустимое давление снижается при повышении температуры и зависит от группы материалов.
Материалы для глухих фланцев
Material selection affects strength, corrosion resistance, operating temperature and compatibility with the connected piping. Common blind flange materials include carbon steel, stainless steel, alloy steel, duplex stainless steel, nickel alloy, copper alloy and low-temperature steel.
| Категория материала | Типичные оценки | Типовое применение |
|---|---|---|
| Углеродистая сталь | ASTM A105, A350 LF2 | Трубопроводы для нефти, газа, пара, воды и общепромышленные трубопроводы |
| Нержавеющая сталь | ASTM A182 F304, F304L, F316, F316L, F321 | Химическая промышленность, пищевые системы, агрессивные среды |
| Легированная сталь | ASTM A182 F11, F22, F5, F9, F91 | Высокотемпературный пар, обслуживание нефтеперерабатывающих заводов и электростанций |
| Дуплексная нержавеющая сталь | ASTM A182 F51, F53, F55 | Хлоридосодержащие жидкости, морские системы и морская вода |
| Никелевый сплав | Инконель, инколой, хастеллой, монель | Кислота, морская вода, высокотемпературная коррозия |
Для работы в кислых средах, при низких температурах или в средах с высоким содержанием хлоридов требования к материалам могут включать соответствие стандартам NACE MR0175/ISO 15156, испытания на ударную вязкость, контроль ферритов, отжиг в растворе, испытания на межкристаллитную коррозию или определенные пределы твердости.
Облицовка, поверхность прокладки и размерные характеристики
Эффективность уплотнения глухих фланцев в значительной степени зависит от поверхности прилегания прокладки. Сайт поднятое лицо, Плоская поверхность или кольцевая канавка должны быть обработаны с соблюдением заданной чистоты, диаметра и плоскостности. Плохая обработка поверхности может создать концентрацию напряжений в прокладке, а чрезмерная шероховатость или царапины могут вызвать утечку при испытании давлением.
- Зазубренная отделка RF: Обычно указывается от 125 до 250 микродюймов Ra для фланцев с рельефной поверхностью ASME.
- Отделка пазов RTJ: обычно более гладкие и более жестко контролируемые при уплотнении металлическими кольцами.
- Отверстия для болтов: Сверлятся под стандартный диаметр окружности болта и обычно располагаются по осевой линии, если не указано иное.
- Толщина: определяется стандартным классом давления и размером, либо рассчитывается для нестандартных границ давления.
- Заднее лицо: может потребоваться точечная или полная обработка для равномерной посадки гайки.
Почему глухой фланец кажется толще, чем некоторые другие типы фланцев?
Глухой фланец должен выдерживать внутреннее давление на сплошной круглой площади пластины без отверстия для трубы. Давление создает изгибающее напряжение, поэтому толщина фланца рассчитывается в соответствии с классом давления, диаметром, прочностью материала и стандартом проектирования.
Возможности производства и обработки
Высококачественные глухие фланцы производятся из кованого, прокатного, листового или литого материала в зависимости от стандарта, тяжести условий эксплуатации и спецификации заказчика. Кованые глухие фланцы широко применяются в напорных трубопроводах, поскольку ковка улучшает зернистость, механическую прочность и надежность по сравнению с обычной резкой пластин для критических условий эксплуатации.
Типичные этапы производства включают в себя контроль сырья, резку, ковку или подготовку заготовок, термообработку, черновую обработку, токарную обработку с ЧПУ, сверление, торцевание, обработку пазов, маркировку, неразрушающий контроль, окончательный контроль и защитную упаковку.
- Токарная обработка с ЧПУ наружного диаметра, толщины и уплотнительной поверхности
- Прецизионное сверление отверстий под болты и диаметр окружности болтов
- Обработка пазов RTJ для профилей прокладок R, RX и BX, где это применимо
- Точечное торцевание опорных поверхностей гаек
- Защита поверхности маслом, лаком, цинковым покрытием, эпоксидным покрытием или специальным покрытием по проекту
- Обработка на заказ для получения отверстий особой толщины, глухих резьбовых отверстий, подъемных отверстий или вентиляционных/дренажных соединений
Для глухих фланцев, изготавливаемых по индивидуальному заказу, контроль плоскостность, параллельность и чистовая обработка поверхности часто важнее, чем внешний вид. Даже если марка материала выбрана правильно, отклонения в обработке могут привести к неравномерному сжатию прокладки и повторному отказу при гидроиспытаниях.
Области применения глухих фланцев
Глухие фланцы используются там, где требуется надежное съемное закрытие. Они являются важнейшими компонентами систем технологических трубопроводов, а также используются при строительстве, вводе в эксплуатацию, остановке и техническом обслуживании.
| Приложение | Инженерное назначение | Общая спецификация |
|---|---|---|
| Закрытие конца трубопровода | Запечатайте концы труб и обеспечьте возможность будущих соединений | Класс давления, покрытие, устойчивость к коррозии |
| Испытание гидростатическим давлением | Временно закрыть тестовые секции | Прочность, выбор прокладки, момент затяжки болтов |
| Изоляция насосов и клапанов | Закройте неиспользуемые форсунки или выходы | Соответствие облицовки, расположение болтов, совместимость материалов |
| Закрытие сопла сосуда под давлением | Уплотнение люков, смотровых отверстий или запасных форсунок | Документирование кода, прослеживаемость, NDE |
| Морские модульные трубопроводы | Временное закрытие на время транспортировки и установки | Покрытие, устойчивость к морской воде, безопасность подъема |
Реальная инженерная проблема: Утечка при гидроиспытаниях, вызванная неправильным выбором фланца
В одном из сценариев испытания давлением временная заглушка дала течь во время 1,5-кратного гидростатического испытания технологического водопровода. Установленный глухой фланец имел правильный номинальный размер трубы, но неправильную комбинацию облицовки и прокладки. Прокладка была сжата неравномерно, что привело к утечке при давлении около 70% от заданного испытательного давления.
После замены компонента на соответствующий глухой фланец ASME класса 300 RF, использования совместимой спирально-навитой прокладки и применения контролируемой последовательности затяжки болтов с перекрестным рисунком, испытательное давление было достигнуто и удерживалось в течение 30 минут без видимой утечки. Измеримое улучшение было достигнуто благодаря трем факторам: правильной геометрии облицовки, равномерному напряжению прокладки и проверенной нагрузке на болты.
Этот тип проблемы показывает, почему инженеры не должны выбирать глухие фланцы только по номинальному размеру. Стандарт, класс давления, облицовка, тип прокладки, болтовое соединение и условия эксплуатации должны рассматриваться как полная система уплотнения.
Контроль качества, тестирование и документация
Для промышленных проектов глухие фланцы должны поставляться с прослеживаемыми документами о качестве. Общие требования включают сертификаты на материалы, отслеживание номеров нагрева, отчеты о размерах, визуальный контроль, контроль качества поверхности и неразрушающий контроль, если он предусмотрен.
- PMI, MTC EN 10204 3.1 или 3.2 сертификация на прослеживаемость материалов
- Контроль размеров в соответствии с ASME, EN, DIN, JIS или проектными чертежами
- Ультразвуковые испытания, испытания с использованием магнитных частиц или испытания с использованием жидкого пенетранта по мере необходимости
- Испытания на твердость для легированной стали, кислых продуктов или термообработанных деталей
- Испытания на удар для низкотемпературных марок, таких как ASTM A350 LF2
- Маркировка с указанием размера, номинала, марки материала, номера нагрева и стандарта
- Защитная упаковка для предотвращения повреждения лицевой поверхности, ржавчины и загрязнения резьбы во время транспортировки
Какие документы должны запрашивать покупатели для проектных глухих фланцев?
Покупатели обычно запрашивают сертификаты испытаний материалов, отчеты о термообработке, отчеты о проверке размеров, отчеты NDE, отчеты PMI, отчеты о нанесении покрытий, сертификаты соответствия и упаковочные листы. Для регулируемых проектов может потребоваться инспекция третьей стороны или сертификация по стандарту EN 10204 3.2.
Контрольный список по выбору подрядчика и поставщика
Заказ на поставку глухих фланцев должен содержать достаточно информации, чтобы избежать несоответствия размеров, замены материалов и проблем с уплотнением. Группы закупок могут сократить цикл технических уточнений, четко указав следующие пункты.
- Название продукта: Слепой фланец или слепые фланцы
- Стандарты: ASME B16.5, ASME B16.47, EN 1092-1, DIN, JIS или чертеж на заказ
- Размер: NPS или DN
- Класс давления: Класс от 150 до 2500, номинал PN или JIS K
- Облицовка: RF, FF, RTJ или специальная облицовка
- Марка материала и спецификация ковки
- Рабочая жидкость, расчетное давление и расчетная температура, если требуется инженерный анализ
- Тип прокладки и марка болтов при поставке в комплекте с фланцем
- Требования к покрытию, защите поверхности и упаковке
- Требования к сертификации, инспекции и свидетелям третьей стороны
С инженерной точки зрения ключевыми переменными являются нагрузка на болты и напряжение в прокладке. С точки зрения покупателя, ключевыми переменными являются соответствие стандартам, время выполнения заказа, документация, точность обработки и общая надежность установки. Правильно подобранный глухой фланец способствует достижению обеих целей, обеспечивая безопасное, съемное и соответствующее стандартам закрытие трубопроводной системы.
