Сварка фланцев к трубе


Сварка фланцев

В современном мире сварка фланцев весьма распространенное явление. Фланец – это деталь круглой или квадратной формы с отверстиями для крепления отдельных частей трубо -, газо-, нефтепроводов, строительных конструкций большой длины.

Для чего предназначен фланец?

В основном фланцы предназначаются для формирования быстросъемных фланцевых соединений на трубах. В отличии от сварки такая конструкция обеспечивает возможность быстрого соединения или съема отдельных частей трубопровода, например, для проверки состоянии трубы на отдельных участках, установки кранов, датчиков, для возможности слива воды или для присоединения оборудования (тот же теплообменник). Фланцы навариваются на окончания труб и соединяют между собой болтами, шпильками в комплекте с ответным фланцем. Между ними обязательно ставятся прокладки из резины или других материалов.

Фланцы используются в разных отраслях промышленности и коммунального хозяйства для герметичного подключения определенного участка трубопровода к различным технологическим аппаратам и устройствам с целью подвода и отвода сред, а также для стыковки между собой отдельных участков трубы.

Классификация. Типы фланцев

Фланцы в разных странах изготавливаются по стандартам, соответствующим конкретным нормам, принятым в этих странах. Это может быть ГОСТ (для Украины ДСТУ ISO 7005-2:2005 (ІSO 7005-2:1988, ІDT). Металеві фланці.)), DIN или ТУ. По форме выделяются круглые, квадратные. Можно выявить два существенных группы фланцев:

  • для арматуры
  • для сосудов и аппаратов.

Выделяются следующие наиболее часто применяемые виды фланцев:

Приварной фланец воротниковый, накидной, раструбный, свободно вращающийся, резьбовой, глухой фланец. Пройдемся кратко по каждому из них.

Воротниковый фланец

Имеют характерную приварную горловину в виде конического концентратора, плавно переходящего к трубной стенке. Она обеспечивает распределение давления подаваемых веществ через конусную ступицу. Используется для трубопроводов с высоким давлением или высокими/низкими температурами. Воротниковый фланец необходимо приваривать V-образным или сплошным швом.

 Фланцевый патрубок  Чаще всего применяется для второстепенных задач как подложка фланца для недорогой отбортовки.

Раструбный фланец

Предназначены для малогабаритных труб с большим давлением. Их срок службы в два больше чем у проваренных накидных фланцев. К недостаткам относится возможность разрывов, подверженность коррозии.

Сварка раструбных фланцев производится только с внешней стороны угловым швом встык, при этом необходимо чтобы остался небольшой люфт примерно в 1,6 мм чтобы компенсировать эффект теплового расширения (на картинке обозначено «Х»).

Накидной фланец

Требуют ровных краев трубы при соединении. Их срок службы в два-три раза меньше чем у воротниковых фланцев. из-за Сварка накидных фланцев производится с внешней и внутренней стороны угловыми сварными швами. Чтобы не повредить во время сварки поверхность фланца необходимо чтобы был зазор в 3 мм между концом трубы и внутренней кромкой фланца.

 Вращающийся фланец

Свободно вращается на трубе, не привариваются. Вращающийся фланец при необходимости можно легко снять и заменить. Могут крепиться противоположными болтовыми соединениями.

 Глухой фланец 

Являет собой диск плоской формы с отверстиями для шпилек, болтов. Предназначены для перекрытия концевых отверстий труб, трубопроводов. В сочетании с другими фланцами, соединение такого типа является разборным. Не сваривается.

Резьбовой фланец

Приваривается редко, используется для трубопроводной арматуры, а также труб небольшого диаметра с толщиной стенки, достаточной для нарезки резьбы. В редких случаях может быть сделан уплотняющий сварной шов.

Сварка фланцев — техника

Величина зазора в стыке или как часто его называют люфт часто определяет технику сварки. В общей сложности 7/10 всех стыков «внутренний диаметр фланца-труба» требуют наличия небольшого люфта. В случае когда зазор не требуется, используется техника в лодочку, так как она минимально подвержена затеканиям расплавленного металла и при этом кромки глубоко провариваются. Если люфт превышает 1.5 мм, для хорошей свариваемости применяется техника поперечных колебательных движений электрода под углом 30° к плоскости оси трубы.

Для зазора в 4-5мм, сварка ведется угловыми швами с большими катетами равными стандартной величине плюс высота зазора.

Ширина и высота шва зависят от размера трубы в поперечнике. Обратимся к примерам. Для внешнего шва необходимо большее количество наплавленного металла со стороны фланца. Таким образом шов немного не симметричен и его катет на трубе будет меньше. Ширина внутреннего шва в идеале должна соответствовать толщине трубы, но не более 0,7 см. Высота — от 0,5 до 1 см в зависимости от сечения трубы в поперечнике.

Сварка фланцев должна проводиться с двух сторон. Чтобы получить крепкое соединение необходимо сначала проварить с наружной, а после для уплотнения с внутренней стороны. Таким образом внутренний и наружный сварные швы очень прочно соединят две части сварного узла. Такая практика применима для плоских стальных фланцев. При этом в тех местах, где зазоры более 2,5 мм, для присадки используется электрод или сварочная проволока о 1.6-2.5 мм. Сварка фланцев с двух сторон начинается сначала с внутренней стороны. После сравниваются неровности прихватки с внешней стороны, проводится зачистка и сварка в направлении слева- направо. Два прохода нужны только в том случае, если получается большой зазор.

Накладка сварного шва только с одной стороны применима для стальных фланцев, привариваемых встык, когда вплотную соединяются «воротник» фланца и торец трубы.

Сварка патрубков

Предварительно патрубок и фланец прихватывают с соблюдением всех углов. После сварной узел устанавливается на вращатель. Обрызгивается спреем против сварочных брызг и начинаем сварку.

Стандартно, согласно ГОСТу 16037-80 для труб с давлением от 10 до 25 кгс/см2 необходимо на фланце делать скосы .

Для приварки фланцев, патрубков рекомендуется использовать вращатели. Они дают возможность легко вращать, наклонять в нужное положение и приподнимать обрабатываемую деталь или кусок трубы. Таком образом можно без лишних усилий сваривать, шлифовать или даже красить объект

Необходимые меры предосторожности

Сварка фланцев требует внимания и соблюдения мер, способных уберечь сварщика от наиболее распространенных ошибок. Предварительно перед сваркой нужно зачистить и подготовить кромки. Соединяя воедино фланцевые соединения следите за тем, чтобы они были строго перпендикулярны к оси трубы. Допустимые отклонения могут быть до 1 % от наружного диаметра фланца, но не превышать 2 мм.

Чтобы проверить ровно ли приварен фланец (перпендикулярность, соосность) можно воспользоваться обычным или специально предназначенным угольником для фланцев.

При самостоятельной сборке узлов требуется учитывать длину болтов, толщину прокладки. Необходимо чтобы все головки болтов располагались с одной стороны, не были утоплены, а их окончания выступали на уровень трех шагов резьбы. Сварной шов и край трубы не должны быть выше уровня зеркала фланца.

Конец трубы, включая шов приварки фланца к трубе, не должен выступать за зеркало фланца. Отклонения линейных размеров собранных узлов не должны превышать ±3 мм при длине до 1 м и ±1 мм на каждый последующий метр.

Контроль качества сварных швов

Для проверки качества сварного шва чаще всего используют старый добрый внешний осмотр с замерами размеров при надобности. Убедитесь в том, что видимые дефекты отсутствуют:

  • трещины,
  • непровары,
  • кратеры более 0,5 мм,
  • прожоги,
  • поры,
  • шлаковые включения,
  • значительные отклонения высоты или ширины шва,
  • подрезы и наплывы в переходной зоне от основного металла к наплавленному.

Неразрушающие методы контроля: ультразвуковой, радиографический метод. Последний обязателен для контроля допускных стыков. Иногда металлографические исследования.

blog.svarcom.net

Фланцы для трубопроводов: применение сварки помогает соединить трубы

Фланцы широко применяются для надежного и герметичного соединения труб, валов, различных вращающихся деталей и компонентов аппаратов и машин. Самым распространенным способом установки фланца на трубу является приварной.

Типы фланцев

В соответствии с требованиями американской системы стандартов ANSI/ASME разделяют такие основные типы фланцев:

  • с шейкой для приварки Welding Neck;
  • сквозные Slip-on;
  • нарезные или резьбовые Threaded flanges;
  • приварные внахлест (свободновращающиеся) Lap Joint;
  • приварные с впадиной под сварку Socket-welding;
  • фланцевые заглушки Blind flanges.

Способы приварки фланцев

Существует всего два способа сварки фланца.

  1. Приварка встык. При этом способе диск сваривается с трубой по всему периметру после состыковки.
  2. Приварка надетого на трубу приварного диска. В таком случае сварка производится по наружной и внутренней поверхности кольца.

Оба способа приварки фланца являются довольно сложными. В процессе сварки используются все типы сварочных швов: горизонтальные, вертикальные и потолочные. Сварочные работы с участием фланцевых соединений требуют высокой квалификации сварщика.

Особенности процесса сборки фланцевого соединения

Фланцевое соединение является слабым и уязвимым местом в трубопроводе.

 Перекосы плоскостей при установке колец могут привести к образованию дефектов, нарушению герметичности узла и, в конечном счете, создать аварийную ситуацию на магистрали.

Поэтому, при сборке фланцевых соединений важно обеспечить:

  • перпендикулярность кольца к основной трубе;
  • совпадение осей болтовых отверстий относительно оси симметрии.

Перпендикулярность сборки фланцевых соединений контролируют при помощи специального контрольного угольника и щупа. Отсутствие смещения осей отверстий выявляется уровнем и отвесом. Допустимое отклонение от перпендикулярности кольца по отношению к трубе не должно превышать 0,2 мм на 100 мм диаметра трубы.

Смещение оси отверстий фланцев относительно оси симметрии основной трубы должно быть менее 1 мм при диаметре болтовых отверстий 18-25 мм и не более 2 мм при диаметре до 41 мм.

Фланцевые кондукторы

Для удобства установки и приварки фланцевых соединений используют специальное устройство, которое называется кондуктором. Кондуктор позволяет собирать соединения в точном соответствии с техническими условиями, указанными в чертеже.

В кондукторе для установки фланца предусмотрены универсальные приспособления, устанавливаемые на тумбах 1 и 4. Тумбу 1 перемещают по длине кондуктора в зависимости от длины собираемого изделия и крепят к раме 5 кондуктора.

Тумба 4 осуществляет возвратно-поступательное движение от цилиндра и перенастраиваемый упор для правильной настройки на полную длину собираемого элемента. Обе тумбы укомплектованы пневмоприжимами, которые прижимают фланцы к фиксаторам во время сборки. В промежутке между тумбами размещены призмы 3, регулируемые по высоте, которые служат опорами для собираемого пояса.

Сборка происходит в таком порядке: выставляют кондуктор по длине, а фиксаторы двух фланцев — на определенный радиус размещения отверстий. На стеллажах на сборочный пояс надевают фланцы. При помощи крана пояс с фланцами размещают на призмах кондуктора. После установки сборочного пояса на призмы 3 тумбу 4 перемещают до упора точной настройки.

Пояс устанавливают на одинаковом расстоянии от фиксаторов. Диски перемещают к фиксаторам и фиксируют точеными пробками (при несоответствии диаметров отверстий в фланце и фиксаторе используют переходные пробки). Затем подключают пневмоприжимы — фланец плотно прижимается к фиксатору и проводят прихватку диска к поясу. После прихватки пояс с фланцами освобождают от пневмо-прижимов и пробок; подвижную тумбу отводят назад и пояс вытаскивают портальным краном из кондуктора.

Применение приварных фланцев

Приварные фланцы широко используются в различных отраслях:

  • химической промышленности;
  • нефтегазовом комплексе;
  • на транспорте;
  • машиностроении и судостроении;
  • электроэнергетике и других отраслях.

С помощью приварных фланцев происходит соединение:

  • трубопроводной арматуры;
  • различных резервуаров;
  • приборов;
  • патрубков;
  • деталей машин и аппаратов.

Использование фланцевых соединений возможно в различных климатических условиях.

Контроль качества фланцевых узлов

При проверке качества фланцевых соединений возможно применение всех типов неразрушающих методов контроля:

  • ультразвуковая диагностика;
  • рентгенография;
  • визуальный осмотр;
  • дефектоскопия.

Положительные результаты достигаются и при проведении контроля в процессе сварки, соответствии расходных материалов основному металлу, использовании соответствующей сварочной проволоки.

Преимущества приварных фланцев

Фланцевые соединения представляют собой разновидность разъемного способа крепления. Применение металлических дисков позволяет, при необходимости, проводить разборку участка трубопровода для проведения регламентных работ.Сварные фланцы, в отличие от резьбовых аналогов, обеспечивают более высокую надежность соединений и являются экономически обоснованным способом присоединения труб к другим изделиям.

Установка фланцевых дисков и крепление их к трубе может осуществляться посредством:

Наиболее качественный результат обеспечивает контактная сварка. Фланцевое соединение является доступным методом монтажа. Большое разнообразие стандартов и материалов, из которых изготавливаются фланцы, позволяет подбирать оптимальные варианты для качественного разъемного соединения. Применение приварных фланцев происходит повсеместно во всех сферах промышленного производства.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

GardenWeb

Категория: Сварочные работы

Плоские фланцы приваривают к трубам сваркой двух видов. При давлении в трубопроводе до 10 кгс/см2 фланцы приваривают без образования скоса на фланце (рис. 1, а). При давлении в трубопроводе до 25 кгс/см2 фланцы приваривают с образованием скоса на фланце, как показано на рис. 1, б.

Рис. 1. Виды приварки фланцев к трубам: а — при давлении в трубопроводе до 10 кгс/см2, б — при давлении в трубопроводе 16 и 25 кгс/см

Высота шва принимается от 5 до 10 мм, в зависимости от диаметра трубы, а расстояние от торца трубы до края фланца — на 1 мм больше.

Приваривать фланцы к патрубкам рекомендуется в приспособлении (рис. 2), предложенном инж. С. Н. Лисициным и А. Д. Бон-даренко. Приспособление состоит из нижнего неподвижного фланца 1 и верхнего 2, поворачивающегося на шарикоподшипнике.

Патрубок с прихваченным фланцем устанавливают на приспособлении, и сварщик начинает сварку. При образовании кратера он плотно опирает электрод чехольчиком обмазки в стык свариваемых деталей, держа электрод с наклоном 40—45° к горизонтальной плоскости и плавно поворачивая верхний фланец левой рукой по мере плавления электрода. Электрод остается неподвижным, а шов обрадуется при поворачивании свариваемых деталей. Сварка производится непрерывно, без обрыва дуги. Таким же способом сваривают внутренний шов.

Рис. 2. Приспособление для приварки фланцев: а — приварка наружного шва, б — приварка внутреннего шва; 1 — патрубок С нижним неподвижным фланцем, 2 — верхний вращающийся на шарикоподшипнике фланец

Сварочные работы - Приварка фланцев

gardenweb.ru

Варианты приварки фланца к трубе

Фланцевое соединение довольно часто используют вместо обычной сварки, а тем более на фитинг.

Фланцевое соединение

Фланец гарантирует не менее прочное и герметичное соединение, но при этом разъемное, чтопозволяет в любой момент демонтировать часть трубопровода для ремонта, например, или присоединения дополнительных секторов.

Классификация изделий

Общее строение детали представляет собой кольцои пластину с отверстиями по краю. Чтобы обеспечить герметичность между элементами, устанавливают еще и прокладку изрезины в соответствии с назначением трубопровода – кислотостойкой, термостойкой. Соединяют кольцо и пластину с помощью крепежа – болтов с гайками или шпилек.

Сварка фланцев

По ГОСТ выделяют несколько разных видов фланцев. По чертежам отличия их хорошо заметны.

Виды сваривания фланцев

Соответственно, и приварка деталей к трубопроводу производится несколько по-разному.

  • Воротниковый – характерным признаком является приварная горловина в виде конического концентратора. Такая форма позволяет более равномерно распределять давление. Воротниковая модель предназначена для коммуникаций с высоким давлением и высокой температурой носителя. Приваривается сплошным или V-швом.
  • Раструбной – используется на трубах с малым диаметром, работающих под большим давлением. Минус изделия – некоторая нестойкость к коррозии. Приварка раструбной детали производится с внешней стороны угловым швом. Нужно сохранять люфт в 1,6 м, чтобы нейтрализовать эффект теплового расширения.
  • Сквозной – или свободно вращающийся. Приварка сквозной трубы к фланцу по ГОСТ не производится, так как сквозной вариант применяется специально для того, чтобы деталь можно было заменить по мере необходимости. На фото – сквозное фланцевое соединение.
  • Глухой – плоский диск с отверстиями. Это приспособление необходимо для заглушки концов трубопровода. Элемент неразборной, однако он только закрепляется, а не сваривается.
  • Плоский – кольцо и пластина одинакового размера. Приварка плоского фланца к трубе заключается в креплении кольца, в то время как пластина остается свободного вращающейся. Он выдерживает давление до 2,5 МПа.
  • Накидной – для его использования кромки труб должны быть идеально ровными, так что он не настолько универсален, как воротниковые модели. Накидной приваривается угловыми швами с внешней и с внутренней стороны.
  • Резьбовый – используется на трубопроводах небольшого диаметра, где возможно сделать резьбу. Сварка при его установке используется крайне редко.

Наружняя приварка фланца

Расценки на изделия заметно отличаются. Однако стоимость переделяетсяскорее размерами пластин, а не их конструкцией, и весом, конечно же. Согласно ГОСТ изготавливаются они из углеродистой, легированной или нержавеющей стали, а такжековкого чугуна. Расценки на металл и определяют стоимость приспособлений.

Технология сварки в принципе одинакова, за исключением крепления патрубков. Однако необходимо учитывать и сложность конструкции – рекомендуется уточнять чертежи, и соответствие требованиям по креплению.

Внутренняя приварка фланца

В большинстве случаев необходимо сохранение зазора в стыке. Если люфт не нужен, допускается техника сварки в лодочку. Если люфт должен быть большим – более 4–5 мм, изделие приваривают угловыми швами. Все это, естественно, влияет на расценки.

Размеры шва зависят от трубопровода. Ширина внутреннего шва обычно равна толщине стенки, высота – от 0,5 до 1 см, что определяется сечением трубопровода. Внешний шов требует большего наплавления металла, поэтому он несколько несимметричен.

Приварка производится с 2 сторон: сначала с наружной, а затем, для уплотнения шва – с внутренней. Такой метод более всего подходит для плоских фланцевых деталей. Сварка с одной стороны осуществляется, если изделие приваривается встык, как в случае с воротниковым фланцем.

Приспособление для приварки фланцев к трубам подходит не всякое. Обычно рекомендуется аппарат Лисицына и Бондаренко. При сварке электрод здесь остается неподвижным, а проворачивается трубопровод.

На видео процесс сварки рассматривается более подробно.

trubygid.ru


Смотрите также