ФЛАНЦЫ.

Фланцевые соединения наиболее широко применяемый вид разъемных соединений в химическом машиностроении: обеспечивается герметичность и прочность конструкций, а также простоту изготовления, разборки и сборки. Соединение состоит из двух фланцев, болтов и прокладки, которая устанавливается между уплотнительными поверхностями и позволяет обеспечить герметичность -при относительно небольшом усилии затяжки болтов.

По конструкции фланцы можно разделить на цельные, когда корпус аппарата и фланец работают под нагрузкой совместно, и свободные, когда корпус аппарата разгружен от действия изгибающих моментов, возникающих при затяжке соединения. Конструкция фланцев в значительной мере определяется давлением рабочей среды и требованиями минимальных затрат времени на сборку или разборку соединения. Плоские приварные фланцы представляют собой плоские кольца, приваренные к краю обечайки по ее периметру (см. рисунок 1.1). Их рекомендуется применять при условном давлении от 0,3…1,6 МПа и температуре до 300 ºС.

Рисунок 1.1 Фланец плоский приварной с гладкой уплотнительной поверхностью.

Фланцы приварные встык имеют конические втулки-шейки. Втулку фланца приваривают стыковым швом к обечайке (см. рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 Фланец приварной встык.

Свободные фланцы представляют собой кольца, диаметр отверстий которых несколько больше наружнего диаметра обечайки, на которую их свободно надевают (см. рисунок 1.4). При затяжке фланец упирается в отбортовку обечайки или кольцо, приваренное к ее краю. Такие фланцы применяются при условном давлении до 1,6 МПа и температуре до 300 ºС, а число циклов нагружения не должно превышать 2000. Обычно их применяют в аппаратах, изготавливаемых из мягких (медь, алюминий) или хрупких материалов (керамика, стекло).

Рисунок 1.3 Фланец свободный.

Конструктивные формы уплотнительных поверхностей регламентированы по ОСТ 26-426-79 и ОСТ 26-427-79. Плоская уплотнительная поверхность применяется при внутренним давлении до 0,5 МПа, фланцы с выступом- впадиной 0,6…1,6 МПа, с шипом-пазом 1,6…6,4 МПа. Уплотнительные поверхности под металлическую прокладку рекомендуется для давлений 6,4…16 МПа . [3]

Рисунок 1.4 Типы уплотнительных поверхностей фланцевых соединений:

а- гладкая уплотнительная поверхность; б- выступ-впадина; в- шип-паз.

Примеры уплотнительных поверхностей представлены на рисунке 1.4.

Рекомендуемая область применения типов фланцев в зависимости от давления и диаметра аппарата представлена в таблице 1.1.

Прокладка должна отвечать следующим основным требованиям:

- при сжатии с возможно малым давлением заполнить все микронеровности уплотняемых поверхностей;

- сохранять герметичность при упругих перемещениях фланцевого соединения;

- сохранять герметичность соединения при его длительной эксплуатации в условиях воздействия коррозионных сред.

Таблица 1.1

Внутренний диаметр D, мм | Внутреннее давление, МПа
Плоские приварные | Приварные встык | Приварные встык под металлическую прокладку
0,3 | 0,6 | 1,0 | 1,6 | 0,6 | 1,0 | 1,6 | 2,5 | 4,0 | 6,4 | 6,4 | 8,0 | 10,0 | 16,0
400-1600 |

# Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

1600-2000 | Х | Х | Х | Х |  | Х | Х | Х |  |  |  |  |  |
2000-3200 | Х | Х | Х |  |  | Х | Х |  |  |  |  |  |  |
3200-4000 | Х |  |  |  | Х | Х |  |  |  |  |  |  |  |

Весьма различные условия работы прокладок обусловливают и многообразие применяемых прокладочных материалов: металлы — сталь, никель, алюминия, медь, свинец; полимеры — фторопласт, полиэтилен, поли хлорвиниловый пластикат, асбест, паронит. Комбинированные прокладки - асбест в металлической обкладке из листвою металла, полимеры и сочетании с металлами и т. д.