Конструювання і розрахунок сталевих зварних посудин та апаратів Фланцеві зєднання (стр. 4 из 110)
Плоскі приварні фланці з гладкою ущільнювальною поверхнею застосовуються лише для посудин 3, 4 і 5 груп. Для посудин 1 і 2 груп необхідно застосовувати фланці з ущільнювальними поверхнями типів “виступ-западина” і “шип-паз”, причому перевагу слід віддавати першим.
Фланці з ущільнювальними поверхнями типу “шип-паз” рекомендуються для прокладок, які необхідно поміщати в замкнутий об’єм (наприклад, з фторопласту), для умов вакууму (абсолютний тиск від 0,05 до 0,001 МПа), а також для герметизації середовищ з високою проникаючою здатністю (водень, гелій, високотемпературні органічні теплоносії).
Трубопроводи залежно від фізико-хімічних властивостей речовин, що транспортуються, підрозділяються на групи, що наведені в таблиці 2.3 [7].
При виборі типу ущільнювальної поверхні фланців трубопроводів слід керуватися таблицею 2.4 [7].
Для трубопроводів груп А і Б технологічних об’єктів I категорії вибухонебезпеки не допускається застосування фланцевих з’єднань з гладкою ущільнювальною поверхнею за винятком застосування спірально-навитих прокладок.
У фланцевих з’єднаннях вертикальних штуцерів з ущільнювальними поверхнями типів “виступ-западина” і “шип-паз” нижні фланці, а також фланці на горизонтальних штуцерах повинні бути, як правило, з ущільнювальними поверхнями типів „западина” або „паз”.
Таблиця 2.3 – Групи технологічних трубопроводів
| Група трубопроводу | Речовини, що транспортуються |
| А | Шкідливі речовини: а) речовини 1, 2 класів небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76; б) речовини 3 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76. |
| Б | Вибухо- та пожежонебезпечні речовини: а) горючі гази, у тому числі зріджені вуглеводневі гази; б) легкозаймисті рідини; в) горючі рідини. |
| В | Важкогорючі і негорючі. |
Таблиця 2.4 – Вибір типу ущільнювальної поверхні фланців
| Група трубопроводу | Тиск номінальний (умовний) PN, МПа | Рекомендований тип ущільнювальної поверхні фланців |
| Всі речовини груп А, Б, В крім А(а) і ВОТ (високотемпературний органічний теплоносій) |  2,5 | зі з’єднувальним виступом |
| Всі групи речовин крім ВОТ | > 2,5 | “виступ-западина” |
| Речовини групи А(а) | 0,25 | зі з’єднувальним виступом |
| > 0,25 | “виступ-западина” | |
| ВОТ | незалежно | “шип-паз” |
| Фреон, аміак | незалежно | “виступ-западина” |
| Всі групи речовин при вакуумі | від 0,095 до 0,05 абс. | зі з’єднувальним виступом |
| від 0,05 до 0,001 абс. | “шип-паз” | |
| Всі групи речовин |  6,3 | під лінзову прокладку або прокладку овального перерізу |
2.4 Конструкції заглушок
Для відглушення отворів штуцерів на апаратах, а також для відглушення трубопроводів при проведенні ремонтних робіт та гідравлічних або пневматичних випробувань застосовуються заглушки.
Сталеві фланцеві заглушки [42] призначені для герметичного закриття отворів штуцерів або бобишок посудин та апаратів на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 16 МПа і при температурі від мінус 70 до плюс 600 °С в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості.
Фланцеві заглушки виготовляють п'яти виповнень:
– виповнення 1 – заглушки зі з’єднувальним виступом на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 4,0 МПа;
– виповнення 2 – заглушки з виступом на номінальний (умовний) тиск PN від 1,0 до 6,3 МПа; – виповнення 3 – заглушки з шипом на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 6,3 МПа;
– виповнення 4 – заглушки під прокладку овального перерізу на номінальний (умовний) тиск PN від 6,3 до 16,0 МПа;
– виповнення 5 – заглушки із западиною на номінальний (умовний) тиск PN від 0,6 до 4,0 МПа.
Конструкції та розміри заглушок наведені в додатку Г.
2.5 Приклади вибору фланцевих з’єднань
Приклад 1
Підібрати фланцеве з'єднання для трубопроводу водяної пари зі сталі 20 з номінальним розміром (умовним проходом) DN 150 мм, що працює під робочим тиском РN 3,5 МПа та температурі середовища плюс 240 °С.
За таблицею 2.2 для заданих номінального тиску та температури приймаємо фланці приварні встик. За таблицею 2.3 для технологічного трубопроводу, який транспортує негорючі речовини, приймаємо групу трубопроводу В. За таблицею 2.4 для трубопроводу групи В при номінальному (умовному) тиску PN 3,5 МПа приймаємо фланці з ущільнювальними поверхнями типу „виступ-западина”.
Для трубопроводу зі сталі 20 приймаємо матеріал фланця сталь 20. За таблицею 4.2 для сталевих приварних встик фланців зі сталі 20 на умовний тиск від 0,1 до 20,0 МПа приймаємо матеріал болтів стальмарки 35Х і гайок сталь 35.
Конструкції фланців наведені на рисунках 2.11 і 2.12.
Розміри фланця з виступом (виповнення 2), зі сталі 20, з номінальним розміром (умовним проходом) DN 150 мм, на номінальний (умовний) тиск PN 4 МПа приймаємо за таблицею В.3 додатку В:
d1= 145 мм; D=300 мм; D1=250 мм; D2=212 мм; D4=203 мм; Dn=161 мм; Dm=186 мм; b=27 мм; h=3 мм; h2=3 мм; h4=68 мм; n=8 мм; d=26 мм; болти М24.
Умовне позначення фланця:
Фланец 2-150-40 ст. 20 ГОСТ 12821-80.
Розміри фланця з западиною (виповнення 3), зі сталі 20, з номінальним розміром (умовним проходом) DN 150 мм, на номінальний (умовний) тиск PN 4 МПа приймаємо за таблицею В.3 додатку В:
d1=145 мм; D=300 мм; D1=250 мм; D2=212 мм; D6=204 мм; Dn=161 мм; Dm=186 мм; b=27 мм; h=3 мм; h2=3 мм; n=8 мм; h4=68 мм; d=26 мм; болти та гайки М24.
Рисунок 2.11 – Фланець приварний встик з виступом (виповнення 2) Умовне позначення фланця:
Фланец 3-150-40 ст. 20 ГОСТ 12821-80.
За таблицею Д.1 додатку Д при робочих параметрах трубопроводу для насиченої пари приймаємо прокладку з парониту загального призначення (ПОН).
За таблицею Ж.1 для ущільнювальної поверхні виповнення 1 (зі з’єднувальним виступом) приймаємо плоску еластичну прокладку виповнення Б (рисунок 2.13).
Розміри плоскої еластичної прокладки для фланця з номінальним розміром (умовним проходом) DN 150 мм на номінальний (умовний) тиск PN 4,0 МПа приймаємо за таблицею Ж.4 додатку Ж: D=203 мм; d=161 мм.
Рисунок 2.12 – Фланець приварний встик із западиною (виповнення 3)
Рисунок 2.13 – Еластична плоска прокладка виповнення Б Умовне позначення плоскої еластичної прокладки виповнення Б з номінальним розміром (умовним проходом) DN 150, мм на номінальний (умовний) тиск PN 4,0 МПа, з парониту загального призначення (ПОН):
Прокладка Б-150-40-ПОН ГОСТ 15180-86.
Приклад 2
Для посудини 3 групи за ГСТУ 3-17-191-2000 підібрати фланцеве з'єднання штуцера апарата з номінальним розміром (умовним проходом) DN 100 мм. Робочий тиск в апараті 0,7 МПа, робоча температура 285 °С. Матеріал корпуса апарата сталь марки 09Г2С. Середовище в апараті 3 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76.
Матеріал фланця приймаємо як матеріал штуцера – сталь марки 09Г2С.
За таблицею 2.2 для тиску 0,7 МПа при температурі 285 °С приймаємо плоскі приварні фланці на номінальний тиск PN 1,0 МПа.
За таблицею 4.2 для сталевих плоских приварних фланців зі сталі марки 09Г2С при заданих розрахункових тиску та температурі приймаємо матеріал болтів та гайок – сталь марки 14Х17Н2.
За таблицею 2.3 для речовин 3 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.00776 приймаємо групу трубопроводу А(б).