Стальные фланцы под приварку. Монтаж фланцев стальных приварных

Фланцевое соединение - вид разъёмного соединения участков трубопровода. Приварка стальных фланцев может осуществляться в режимах ручной и полуавтоматической сварки. Приварка фланцев может производиться под флюсом в полуавтоматическом режиме. Для повышения уплотнения фланцевого соединения может производиться развальцовка или отбуртовка конца трубы.

Соединение участков трубопровода

Соединения труб выполняются неразъемными и разъемными.

Неразъемное соединение труб или отдельных частей трубы (прямой участок и стандартные колена) — это соединение, в ко­тором не имеется фланцев, муфт, ниппелей и пр.

Неразъемные соединения осуществляются при помощи сварки и пайки и применяются ограниченно, по специальному согласова­нию. Внедрение новых высокопроизводительных методов автома­тической и полуавтоматической сварки значительно расширяет возможности применения автоматической сварки приварных фланцев и пр., а также дает экономию времени и средств при изготовлении и мон­таже деталей трубопроводов.

Фланцы как стандартные разъёмные соединения трубопроводов

Разъёмное соединение выполняется при помощи фланцев, штуцеров, фитингов, дюритовых муфт и пр.

Фланцы в основном применяются для труб диаметром больше 30—32 мм. Фланцы ставятся круглые и овальные. Овальные при­меняются только в переговорных системах, на сточных и воздуш­ных трубах; в остальных случаях производится круглые фланцы. Круглые фланцы бывают жесткими (фланцы стальные приварные встык и фланцы плоские) и свободносидящими (свободные фланцы ГОСТ 12822-80).

Жесткие фланцы наглухо привариваются к трубе; фланцы свободные с трубой жестко не соединены и могут по ней перемещаться.

Жесткие фланцы применяются для соединения стальных труб и в тех случаях, когда применение свободносидящих (свободных) фланцев не приводит к упрощению монтажных работ.

Фланцы изготовляются из стали, латуни и бронзы; они являются стандартными деталями трубопроводов, поэтому изготовление их специализировано.

Приварка фланцев стальных

Ручная дуговая приварка фланцев

Широко применяемый в настоящее время метод ручной эле­ктродуговой приварки стальных фланцев весьма трудоёмок и не обеспечивает нужного качества сварного шва.

В силу этого при­ходится применять развальцовку, также не обеспечивающую тре­буемой прочности соединения.

Контактная приварка фланцев

В случае применения фасонных фланцев, т. е. фланцев с бур­том, можно рекомендовать автоматический контактный метод приварки фланца к трубе.

Контактную приварку легко освоить — метод этот не нов, а сварочное оборудование выпускается отечественными заводами. Эффективность применения контактной приварки по сравнению с дуговой ручной видна из таблицы 1.

Метод контактной приварки универсален, так как позволяет производить приварку фланцев к трубам, имеющим различную толщину стенок и различные сечения.

В табл. 2 приведены данные о применяемой аппаратуре и площадях сечений приварных деталей трубопроводов.

Указанные в табл. 2 машины необходимо снабжать спе­циальными зажимными устройствами, обеспечивающими надёж­ность сжатия и центровки свариваемых деталей, а также под­вода тока к ним (например, приспособления со съемными губ­ками для захвата фланцев различного диаметра).

Режим приварки может быть рекомендован тот же, что и для сварки труб встык. Внутренний грат при приварке фланцев удаляют оправкой с двумя сменными резцами, установленными на цилиндрической выточке стержня. Удаление производят при горячем шве. Наружный грат удаляют ручником при горячем шве с последующей зачисткой.

Последовательность процесса приварки фланцев рекомендуется следующая:свариваемые изде­лия укладывают в губках машины; подвижную губку отводят в исходное положение; стыкуемые торцы сводят вместе и закре­пляют в губках.

Затем установленные изделия подогревают до темпера­туры 800—900°C. При этой температуре происходит оплавление торцов (детали непрерывно сближают, до перехода от оплавле­ния к осадке). С этого момента, увеличивая скорость передви­жения механизма подачи, производят осадку.

Когда сварной шов достигнет необходимой величины осадки, срабатывает автоматический выключатель, ток выключается и процесс приварки на этом заканчивается.

Газовая приварка стальных фланцев обеспечивает достаточ­ную прочность и плотность соединений, но весьма неэкономична (значительная трудоёмкость работ при высокой квалификации газорезчиков; большой расход ацетилена и кислорода).

Автоматическая приварка фланцев качественными электро­дами, равно как и приварка фланцев автоматом под слоем флюса, не могут быть рекомендованы ввиду:

• высокой трудоемкости работ, особенно при сварке труб со сложной кривизной;
• возможности прожога шва при работе с трубами, имею­щими толщину стенок менее 5 мм.

Наиболее приемлемым способом приварки фланцев следует считать контактный. Преимуществами его перед другими спосо­бами являются:

• высокая производительность;
• автоматизация процесса;
• высокое качество шва;
• отсутствие дополнительных расходных материалов (электродов, газов и т. д.);
• возможность использования отечественного оборудования.

Полуавтоматическая приварка фланцев под слоем флюса

Уже довольно давно нашел применение прогрессив­ный способ приварки стальных фланцев к трубам и переборочным стаканам — способ приварки полуавтоматом под слоем флюса.

Основным конструктивным узлом полуавтомата (рис. 1) является каретка с электродом, вращающаяся вокруг неподвиж­ной трубы. Вращение каретки осуществляет­ся вручную. Электрод подается по гибкому шлангу (так же, как в шланговом полуавто­мате ПШ-5). На рис. 2 показан перебороч­ный стакан, сваренный полуавтоматом.

Режим сварки следующий: сварочный ток 240—320 А, напряжение дуги 20—25 В, скорость подачи 100 м/час, угол наклона электрода к вертикали 30°.

Флюс применяется АН-348-Ш или АН-348 мелкой грануляции. Ток целесообразно при­менять постоянный; проволока марки IA по ГОСТ 2246—43 диа­метром 2 или 4 мм. Полуавтомат допускает одновременно на­ложение двух сварочных швов.

Развальцовка и отбуртовка труб

Развальцовку конца трубы, входящего во фланец, делают для того, чтобы повысить уплотнение и обеспечитьнепроницаемость фланцевого соединения. Общий вид развальцованной трубы с фланцем по­казан на рис. 3.

При изготовлении фланца в нем делают желобок-выточку, куда при раз­вальцовке входит металл трубы. Валь­цуемый участок трубы должен плотно лечь в выточку фланца.

Операцию развальцовки производят на специальных станках или приспо­соблениях. Одна из конструкций станка для развальцовки труб показана на рис. 4. Конец трубы 1 зажимают в тисках 2 при помощи винта 3. Поворотом маховичка 4 производят нужную установку вальцую­щего механизма 5. Трубу подводят (и отводят) к вальцующему механизму при помощи штурвала 6. Вращение патрона 7 с укре­пленными на нем вальцующими приспособлениями осуще­ствляется при помощи электродвигателя 8.

На рис. 5 изображен процесс развальцовки.

Отбуртовку, применяемую для соединений значительного ко­личества красномедных труб, а также для некоторых типов фланцевых соединений стальных труб производят в соответ­ствии с назначением трубопровода и характером соединения.

Отбуртовку выполняют для обеспечения плотного прилегания кромки трубы к фаскам фланцев или колец по всему их периметру.

Отбуртованная кромка трубы должна перекрыватьфаску фланца или приварного кольцапо всей окружности. Трещины, надрезы, рванины на поверхности отбуртовки не допускаются.

Отбуртовку производят вручную или при помощи специаль­ных приспособлений. Второй способ предпочтительнее, как более экономичный и производительный. Развальцовка и отбуртовка контролируются отделом технического контроля.

Проточка фланцев и подрезка под головки болтов и гайки

После приварки производят проточку фланцев, чтобы устранить коробление, получающееся при сварке. Толщина сни­маемого слоя на рабочих поверхностях фланцев не должна быть больше 1 мм. Одновременно с этим производят подрезку вы­ступающих кромок трубы, образовавшихся после отбуртовки или развальцовки.

Если на поверхности фланцев до проточки имелись уплотнительные канавки, то после проточки их необходимо восстановить.

Проточку фланцев можно производить либо на горизонтально-расточном станке, либо с помощью специальных приспособлений.

Чтобы обеспечить плотное прилегание гайки или головки болта к тыльной стороне фланца при монтаже труб, необходимо фланец подрезать.

Подрезка мест прилегания гаек (вместо болтов могут применяться шпильки для фланцевых соединений) или головок болтов не дол­жна иметь глубину более 1 мм; при этом плоскость торцовки должна быть параллельна присоединительной плоскости фланца. Подрезку обычно производят подрезным резцом на расточном станке с помощью оправки или специального приспособления.

При применении свободных фланцев проточке под­вергаются торцовые поверхности приварных колец. Проточка фланцев кон­тролируется отделом технического контроля.

При монтаже фланцев используются методы сварки различного уровня автоматизации. Монтаж фланцев, выполненный последовательно, гарантирует герметичность соединения.